[发明专利]一种Fe-HfO2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，具体说是一种Fe-HfO₂纳米涂层材料及其制备方法。

背景技术

热喷涂是一种表面强化技术，它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。

热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，符合我国节能减排的政策要求，也是世界工业发展的趋势。

然而，传统的热喷涂所采用的喷涂材料硬度有限，耐磨性和耐腐蚀性达不到使用要求，随着人们在各个领域的深入发展，在各种恶劣条件下施工已经成为了人们的常见任务，而这就给工件的耐腐蚀性和耐磨性提出了更高的要求。

发明内容

为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种Fe-HfO₂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：

一种Fe-HfO₂纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占57-78份、HfO₂占29-38份、TiO₂占1份、微量元素占0.21-0.98份，所述TiO₂作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。

HfO₂是一种具有宽带隙和高介电常数的陶瓷材料，耐火性强，可提高涂层耐高温性。

所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。

Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到Fe之中，可显著提高纳米涂层的硬度。

Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定。

Co是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢综合力学性能优异，是常用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。

一种Fe-HfO₂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Fe-HfO₂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、B、Sn、Co制得纳米粉末。

本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-HfO₂纳米涂层的硬度可达HRC43，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，密度可达6.33g/cm³,喷涂厚度可达4毫米，致密度良好为0.52，本发明综合性能优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着很大的进步，在相同的条件下，Fe-HfO₂纳米涂层的结合强度是普通涂层的1.4倍以上。

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Fe-HfO₂纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占57份、HfO₂占29份、TiO₂占1份、微量元素占0.21份。

所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。

一种Fe-HfO₂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Fe-HfO₂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、B、Sn、Co制得纳米粉末。

实施例二：

一种Fe-HfO₂纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占62份、HfO₂占33份、TiO₂占1份、微量元素占0.46份。

所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。

一种Fe-HfO₂纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。

实施例三：