一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 熱噴涂是一種表面強化技術，是表面工程技術的重要組成部分，一直是我國重點 推廣的新技術項目。它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或絲 狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后借助焰留本身或壓縮空氣以一定速 度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。熱噴涂 是指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半 熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。它是利用某種熱源（如 電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔 融狀態，然后借助焰流本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形 成具有各種功能的表面涂層的一種技術。
[0003] 熱噴涂技術的突出特點使其應用極具潛力。這些特點主要表現在：①表面工程和 多種復合材料的結合在材料設計中具有明顯的優勢；②可方便地調整材料的化學成分；③ 能夠動態形成具有特殊結構性能的復合材料；④多種材料和多種技術的復合可獲得優異的 性能。因此熱噴涂材料的研宄是21世紀熱噴涂發展的決定性因素，也是熱噴涂技術發展的 驅動。
[0004] 然而，隨著對工程機械設備性能要求的不斷提高，熱噴涂技術的完善和發展，熱噴 涂技術的應用受限于熱噴涂材料和工藝設備的發展。
[0005] 傳統的噴涂技術使用的材料結合強度差、氣孔率高、耐磨性差。新型熱噴涂材料需 要彌補這些缺陷，采用新工藝、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性，微 觀組織結構均勻，綜合力學性能優良的材料成為人們迫切的需求。

【發明內容】

[0006] 為了解決傳統涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發明提供一種Ni-Co-Mo-Mn 涂層材料及其制備方法。
[0007] 本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0008] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占55-79份、Co占 8-18份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 09-0. 47份，所述WC作為添加劑 加入，能提高材料硬度。
[0009] 將Ni混入納米涂層中可以提高機械強度，Ni與鋼的合金用來制造機器承受較大 壓力、承受沖擊和往復負荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。
[0010] Co的物理、化學性質決定了它是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金和 各種鈷鹽的重要原料。鈷基合金或含鈷合金鋼用作燃汽輪機的葉片、葉輪、導管、噴氣發動 機、火箭發動機、導彈的部件和化工設備中各種高負荷的耐熱部件以及原子能工業的重要 金屬材料。Co作為粘結劑能保證硬質合金有一定的韌性。
[0011] Mo的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量Mo加到納米涂層之中，可使涂層變硬。
[0012] 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。Gr即石墨稀，石墨稀（Graphene)是一種二維碳材 料，是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統稱。石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的 納米材料。
[0013] Ti金屬堅韌、耐酸性好，能有效提高納米涂層的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。
[0014] -種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球；
[0016] (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Al、Ti制得納米粉 末。
[0017] 本發明的有益效果是：本發明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好 的組織結構和較好的宏觀性能。本發明制成的Ni-Co-Mo-Mn納米涂層的硬度可達HRC47,具 有一定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高，密度可達7. 983g/cm3,噴涂厚度可達5 毫米，致密度良好為0. 73,綜合性能優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好與傳統合金材料 相比有著很大的進步。
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0019] 圖1是本發明在掃描電子顯微鏡下的組織結構及晶體形貌。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發明實現的技術手段和創作特征易于明白了解，下面對本發明進一步闡 述。
[0021] 實施例一：
[0022] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占55份、Co占8 份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 09份。
[0023] 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。
[0024] -種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0025] (1)采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球；
[0026] (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Al、Ti制得納米粉 末。
[0027] 實施例二：
[0028] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占59份、Co占12 份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 36份。
[0029] 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。
[0030] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0031] 實施例三：
[0032] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占67份、Co占15 份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 26份。
[0033] 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。
[0034] -種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0035] 實施例四：
[0036] 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占79份、Co占18 份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 47份。
[0037] 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。
[0038] -種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0039] 結合圖1，采用等離子噴涂技術在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得 Ni-Co-Mo-Mn納米涂層，帶有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結合強度、顯微硬度、 氣孔率以及抗磨粒磨損性能對比實驗結果見表1 :
[0040] 表1 Ni-Co-Mo-Mn納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0041]
【主權項】
1. 一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數為Ni占 55-79份、Co占8-18份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0. 09-0. 47份； 所述微量元素為Gr、W、Al、Ti。
2. -種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球； (2) 將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Al、Ti制得納米粉末。
【專利摘要】本發明涉及一種Ni-Co-Mo-Mn涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數為Ni占55-79份、Co占8-18份、Mo占9份、Mn占9份、WC占1份、微量元素占0.09-0.47份，所述微量元素為Gr、W、Al、Ti，其制備方法為：采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Al、Ti制得納米粉末。本發明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好的組織結構和較好的宏觀性能。本發明制成的Ni-Co-Mo-Mn納米涂層的硬度達到HRC47，具有一定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高。
【IPC分類】B22F9-08, C23C4-06, B82Y40-00, C22C19-03
【公開號】CN104862638
【申請號】CN201510236564
【發明人】程敬卿
【申請人】蕪湖鼎瀚再制造技術有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月9日