[发明专利]一种WC-ZrO₂纳米涂层及其制备方法在审

申请号：	201410606090.9	申请日：	2014-10-30
公开（公告）号：	CN104357790A	公开（公告）日：	2015-02-18
发明（设计）人：	程敬卿;薛卫昌	申请（专利权）人：	安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司
主分类号：	C23C4/12	分类号：	C23C4/12;C23C4/10
代理公司：	暂无信息	代理人：	暂无信息
地址：	241000 安徽省芜湖市高***	国省代码：	安徽;34
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摘要：
搜索关键词：	一种 wc zro sub 纳米涂层及其制备方法
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【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WC-ZrO₂纳米涂层及其制备方法。

背景技术

等离子喷涂是基于等离子体的一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。其主要特点是1、喷涂过程对基体的热影响小,零件无变形，不改变基体金属的热处理性质。2、可供等离子喷涂用的材料非常广泛，可以得到多种性能的喷涂层。3、工艺稳定，涂层质量高。4、涂层平整光滑,可精确控制厚度。

为了满足等离子喷涂技术在工件修复领域的广泛应用，适应多种多样的工件的不同使用要求，人们需要不同种类的喷涂材料。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WC-ZrO₂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WC-ZrO₂纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为WC占26.25％-35.32％、ZrO₂占63.23％-72.3％、微量元素占1.45％，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo，WC是仅次于金刚石的第二硬材料，具有良好的物理、化学性能，弹性模量与金刚石接近，热稳定性比金刚石高，ZrO₂可提高提高材料的强度和韧性近50％，所添加的一些稀土元素可提高涂层的结合度、抓附力。

一种WC-ZrO₂纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用化学气象沉积法制得WC和ZrO₂的纳米球，再采用活性剂保护法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在12CrNi3A渗碳模具钢基体上制备WC-ZrO₂纳米涂层。

本发明的有益效果是：本发明的ZrO₂含量较高，所以涂层结合强度、抓附力较高，优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，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％，从而整体提高了材料表面的耐磨性能，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用，适用于等离子喷涂，可用喷涂钢材有：2Cr13、4Cr13、9Cr18、4Cr5W2VSi、8Cr3等。

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WC-ZrO₂纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为WC占26.25％、ZrO₂占72.3％、微量元素占1.45％，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。

所述WC-ZrO₂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WC-ZrO₂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WC-ZrO₂纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为WC占32.4％、ZrO₂占66.15％、微量元素占1.45％，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。

一种WC-ZrO₂纳米涂层的制备方法，同实施例一。

所述WC-ZrO₂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WC-ZrO₂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：