[发明专利]一种Ni-SiC纳米涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热喷涂涂层，具体是一种Ni-SiC纳米涂层及其制备方法。

背景技术

在传统工艺中修复工件大多采用喷焊、堆焊、电镀硬铬等工艺，涂层存在结合力较低、孔隙率较高、均匀性较差等问题。此外,对于较小的制品,喷涂效率低,也很不经济，热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。激光熔覆技术是高能量密度表面处理技术的一种,具有许多其它表面处理方法无法比拟的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Ni-SiC纳米涂层及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种Ni-SiC纳米涂层，包括以下组分：混合材料和微量元素，所述微量元素和混合材料的重量比例为1.25％:1；所述混合材料包括以下组分：Ni60A占12％～37％，SiC占52％～81％，CaF₂占1％～10％。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。

所述微量元素材料包括Go、Fe、W、Ni、Mn。

一种Ni-SiC纳米涂层的制备方法，所述步骤为：先对混合材料采用干式粉碎法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末，最后通过激光熔覆喷涂在机件上形成涂层。

本发明的有益效果是：本发明解决了现有涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了50％，弹性模量提高了8.5％～14.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一：

一种Ni-SiC纳米涂层，包括以下组分：混合材料和微量元素，所述微量元素和混合材料的重量比例为1.25％:1；所述混合材料包括以下组分：Ni60A占12％，SiC占81％，CaF₂占7％。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。

所述微量元素材料包括Go、Fe、W、Ni、Mn。

一种Ni-SiC纳米涂层的制备方法，所述步骤为：先对混合材料采用干式粉碎法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末，最后通过激光熔覆喷涂在机件上形成涂层。

实施例二：

一种Ni-SiC纳米涂层，包括以下组分：混合材料和微量元素，所述微量元素和混合材料的重量比例为1.25％:1；所述混合材料包括以下组分：Ni60A占37％，SiC占53％，CaF₂占10％。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。

所述微量元素材料包括Go、Fe、W、Ni、Mn。

一种Ni-SiC纳米涂层的制备方法与实施例一相同。

实施例三：

一种Ni-SiC纳米涂层，包括以下组分：混合材料和微量元素，所述微量元素和混合材料的重量比例为1.25％:1；所述混合材料包括以下组分：Ni60A占29％，SiC占70％，CaF₂占1％。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。

所述微量元素材料包括Go、Fe、W、Ni、Mn。

一种Ni-SiC纳米涂层的制备方法与实施例一相同。

实施例四：

一种Ni-SiC纳米涂层，包括以下组分：混合材料和微量元素，所述微量元素和混合材料的重量比例为1.25％:1；所述混合材料包括以下组分：Ni60A占22％，SiC占75％，CaF₂占3％。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。所述微量元素材料包括Go、Fe、W、Ni、Mn。

一种Ni-SiC纳米涂层的制备方法与实施例一相同。

为了论证本发明的实际效果，特采用激光熔覆喷涂工艺将实施例一至实施例四在4Cr13模具钢基体上制备了Ni-SiC涂层。通过扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度测试系统和多功能表面综合性能测试仪对熔覆层的显微组织结构、裂纹情况、显微硬度和摩擦磨损性能进行了系统分析。

研究结果及主要结论如下所示，其中对比组为4Cr13基体：