[发明专利]一种Ni60B-WC-Mo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Ni60B-WC-Mo纳米涂层及其制备方法。

背景技术

随着尖端科学和现代工业的发展，各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数(高温、高压、高速度和高度自动化)和恶劣的工况条件(如严重的磨损和腐蚀)下长期稳定的运行。然而直接铸造或锻造出来的工件难以具有很优异的性能，都需要对其表面进行处理。

热喷涂是一种表面强化技术，采用电弧、等离子弧、燃气-氧气等形式的热源，将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，并在高速气流的作用下使之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、等其他各种特殊物理化学性能。

为了使工件表面获得不同的物理化学性能，需要采用不同的喷涂材料，现有技术中大部分材料均以提高涂层耐磨性或耐腐蚀性为目的，然而实际喷涂质量千差万别，大部分材料难以有效提高工件性能或延长工件的使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种Ni60B-WC-Mo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Ni60B-WC-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占10％-19％、WC占56％-71％、Mo占12-24％、微量元素占1.21％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe；Mo元素能显著提高合金在非氧化性酸和有机酸以及海水中的耐蚀能力，提高涂层的高温强度和红硬性。含Mo元素12％-19％的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种高温部件，这些材料具有耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要材料。

一种Ni60B-WC-Mo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Ni60B、WC和Mo的纳米球，然后采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后采用超音速火焰喷涂工艺在9SiCr模具钢基体上制备Ni60B-WC-Mo纳米涂层。

本发明的有益效果是：本发明解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、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8.9％-15.4％，从而整体提高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；所述Ni60B-WC-Mo纳米涂层适合多种钢材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi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Ni60B-WC-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占10％、WC占71％、Mo占17.79％、微量元素占1.21％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。

一种Ni60B-WC-Mo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Ni60B、WC和Mo的纳米球，然后采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后采用超音速火焰喷涂工艺在9SiCr模具钢基体上制备Ni60B-WC-Mo纳米涂层。

所述Ni60B-WC-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。

所述Ni60B-WC-Mo纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr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Ni60B-WC-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占13％、WC占67％、Mo占18.79％、微量元素占1.21％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。

一种Ni60B-WC-Mo纳米涂层的制备方法，同实施例一。

所述Ni60B-WC-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。

所述Ni60B-WC-Mo纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表3。

实施例三：

一种Ni60B-WC-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占16％、WC占61％、Mo占21.79％、微量元素占1.21％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。