[发明专利]一种高强度Fe-SiC-Mo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，具体说是一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料及其制备方法。

背景技术

超音速火焰喷涂是热喷涂中的一种高强度，包括超音速氧气火焰喷涂(HVOF:High Velocity Oxy-Fuel)和超音速空气火焰喷涂(HVAF:High Velocity Air2Fuel)两种。该技术及设备在上世纪80年代初期首先由美国SKS公司的Browning.J.A公司研制成功,至今已经历了3个发展阶段。第一代的HVOF喷涂系统以“JET2KOTE”为代表,第二代超音速火焰喷涂系统以Top-Gun,Diamond-Jet和CDS为代表,第三代超音速火焰喷涂系统以JP25000喷涂系统为代表。第一、二代设备的功率偏小,粒子速度偏低，涂层的整体性能不够理想。第三代在设计上有了较大改进,使粒子飞行速度大幅度提高，涂层质量显著改善。

设备的改进提高了喷涂技术在各个领域尤其是极端环境下的应用前景，然而传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差的问题却难以满足人们的使用要求，难以满足现代工业的发展需求。采用新工艺、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性，微观组织结构均匀，综合力学性能优良的材料以满足人们的迫切需求是热喷涂技术发展的趋势。

发明内容

为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种高强度Fe-SiC-Mo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：

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占25-33份、SiC占46-61份、Mo占14份、TiO₂占1份、微量元素占0.28-0.52份。

TiO₂能提高涂层材料的结合强度。

SiC的硬度很大,莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，具有优良的导热性能，是一种高强度半导体，高温时能抗氧化。

Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo混合Fe加到纳米涂层之中，可使纳米涂层变硬。

所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。

Cr是银白色金属，质极硬，耐腐蚀，氧化缓慢，可以提高工件的硬度和耐腐性。

Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定，能提高纳米涂层化学稳定性。

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-SiC-Mo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、Mn、B、Cr、Sn制得纳米粉末。

本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-SiC-Mo纳米涂层的硬度可达HRC44，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，涂层密度可达6.73g/cm³,喷涂厚度可达3毫米。本发明所采用的各类材料来源广泛，价格低廉，硬度高，耐磨性好，可用在常温下工作的机械零部件上，作滑动表面的硬面涂层及磨损部位的尺寸修复。本发明优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好与传统合金材料相比有着较大的进步。在相同的条件下普通材料的磨损量是Fe-SiC-Mo涂层的3倍左右，这表明HVOF制备的Fe-SiC-Mo涂层具有优异的抗磨粒磨损性能，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。

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：

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占25份、SiC占46份、Mo占14份、TiO₂占1份、微量元素占0.28份。

所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-SiC-Mo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、Mn、B、Cr、Sn制得纳米粉末。

实施例二

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占27份、SiC占50份、Mo占14份、TiO₂占1份、微量元素占0.35份。

所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。

一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，同实施例一。