[发明专利]高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料及 其制备方法。

背景技术

热喷涂，是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表 面上，形成喷涂层的高硬度金属表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂 层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷 焊的总称。

在高速气流的作用下，熔融状态的喷涂材料雾化成微细熔滴或高温颗粒， 以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面，形成牢固的覆盖层，从而使工 件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、 消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧 利废，使报废的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保 护，使其“益寿延年”。因此，热喷涂材料在近数十几年间发展迅速。

然而，随着工件应用领域的多样化，应用环境愈加苛刻，传统的喷涂技术 使用的材料难以满足人们在特殊工作环境下的使用要求。

发明内容

为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供高硬度 Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占57-78 份、Cr占13-20份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21-0.98份。

将Ni混入纳米涂层中可以提高机械强度。Ni与Fe的合金用来制造机器承受 较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。

Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。

B是微量合金元素，B与铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料。

WC为黑色六方晶系结晶，呈灰色，为带有金属光泽的粉末。WC质硬、弹性 率也大，可提高纳米涂层硬度。

所述微量元素为C、Mo、Fe、Go。

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；

(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mo、Fe、Go制 得纳米粉末。

本发明的有益效果是：本发明形貌有片状或条状，但分布均匀、颗粒完整 具有较好的组织结构和较好的宏观性能。本发明涂层的硬度达到HRC43，具有一 定的硬度和抗磨损性能，本发明的涂层结合强度、抓附力较高，密度可达 8.33g/cm³,喷涂厚度可达4毫米，致密度良好为0.82。适用于等离子喷涂，可用 喷涂钢材有：2Cr13、4Cr13、9Cr18、4Cr5W2VSi、8Cr3等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明在扫描电子显微镜下的组织结构及晶体形貌。

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

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占57份、 Cr占13份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21份。

所述微量元素为C、Mo、Fe、Go。

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；

(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mo、Fe、Go制 得纳米粉末。

实施例二

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占62份、 Cr占18份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.34份。

所述微量元素为C、Mo、Fe、Go。

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。

实施例三

高硬度Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占75份、 Cr占17份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.60份。