[发明专利]一种W-Gr-GO纳米涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种W-Gr-GO纳米涂层及其制备方法。 

背景技术

等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为热源，将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔融状态，在经过高速焰流将其雾化加速喷射到经预处理的工件表面，形成喷涂涂层的一种热喷涂表面加工方法。 

等离子喷涂根据不同的工件采用具有不同特性的喷涂材料，从而使零件被喷涂表面获得不同的硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀、绝缘、隔热、润滑等各种特殊物理化学性能，以满足零件不同工作条件的要求。 

针对现有涂层普遍存在耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，人们需要一种能配合再制造技术，用于改善材料表面涂层的微观组织、结构，提高涂层硬度的新型材料。 

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种W-Gr-GO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W-Gr-GO纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为W占35％-57％、Gr占24％-36％、GO占15％-31％、CBN占2％、微量元素占1.13％，所述微量元素包括Si和B，所述CBN能提高纳米涂层的硬度100％。 

一种W-Gr-GO纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得W、Gr和GO的纳米球，再采用活性剂保护法混合了B、Si材料制得纳米粉末，之后添加2％的助剂CBN，之后采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在20Cr模具钢基体上制备W-Gr-GO纳米涂层。 

本发明的有益效果是：本发明强度好，耐磨，来源广泛，价格低廉，解决 了现有传统涂层耐磨性较差、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％，整体提高了材料表面的耐磨性能，本纳米涂层适合多种钢材，如一些材料表面需要硬化，但要求又不高，价格低廉，节省成本，又达到硬化材料的目的，尤其适用于滑动表面的硬面涂层及磨损部位的尺寸修复。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。 

实施例一： 

一种W-Gr-GO纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为W占35％、Gr占36％、GO占25.87％、CBN占2％、微量元素占1.13％，所述微量元素包括Si和B。 

一种W-Gr-GO纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得W、Gr和GO的纳米球，再采用活性剂保护法混合了B、Si材料制得纳米粉末，之后添加2％的助剂CBN，之后采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在20Cr模具钢基体上制备W-Gr-GO纳米涂层。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件与20cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。 

实施例二： 

一种W-Gr-GO纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为W占48％、Gr占24％、GO占24.87％、CBN占2％、微量元素占1.13％，所述微量元素包括Si和B。 

一种W-Gr-GO纳米涂层的制备方法，同实施例一。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件与20cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。 

实施例三： 

一种W-Gr-GO纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为W占56％、Gr占15％、GO占27.87％、CBN占2％、微量元素占1.13％，所述微量元素包括Si和B。 

一种W-Gr-GO纳米涂层的制备方法，同实施例一。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件与20cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 

所述W-Gr-GO纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。 

所述纳米粉末可采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在20Cr模具钢基体上制备W-Gr-GO纳米涂层。 

表1 W-Gr-GO纳米涂层的工件与20cr圆钢基体的性能对比实验结果： 

由实验数据可得，W-Gr-GO纳米涂层能有效降低工件表面的孔隙率，提高工件表面的结合强度，能大幅度提高工件表面的显微硬度。