[发明专利]一种硬质Fe-Al2O3-Mo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，具体说是一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo材料及其制备方法。

背景技术

随着中国热喷涂技术的发展与提高，对喷涂层质量要求也愈来愈高。近年来美国等国家发展起来的高速燃气(HVOF)法是制备高质量涂层的一种硬质新的工艺方法。由于超音速火焰喷涂方法具有很多优点，目前国内已先后从国外引进近十几台设备，在各工业部门发挥着重要作用。

热喷涂技术的发展符合我国节能减排的政策要求，也是世界工业发展的趋势。热喷涂技术发展迅速，然而，传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差的问题却始终存在，使得喷涂后的工件不能达到在特定条件或恶劣条件下的生产要求，仍需时常更换，对生产效率的推动效果不明显，阻碍了热喷涂技术的普及。

发明内容

为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo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：

一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占24-35份、Al₂O₃占45-62份、Mo占17份、TiO₂占1份、微量元素占0.17-0.49份，所述TiO₂作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。

Al₂O₃也称刚玉，主要有3种晶型，即γ-Al₂O₃、β-Al₂O₃、α-Al₂O₃。在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al₂O₃。α-Al₂O₃形属于六方最密堆积，熔点，硬度高，不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好，用作涂层材料能有效增强涂层耐磨性、硬度以及耐腐蚀性。

Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到纳米涂层之中，可提高纳米涂层硬度。

所述微量元素为Mn、Sn、B、Cr。

Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定。

Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。

一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-Al₂O₃-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Mn、Sn、B、Cr制得纳米粉末。

本发明的有益效果是：

本发明制成的Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层的硬度可达HRC45，喷涂厚度可达4毫米，涂层密度可达8.94g/cm³,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，普通材料的磨损量是Fe-SiC-Mo涂层的2.7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。

本发明强度好，耐磨，来源广泛，价格低廉，一般用于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，适用于多种钢材，适合一些材料表面需要硬化，但价格低廉，节省成本，又达到硬化材料目的的使用条件。

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：

一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占24份、Al₂O₃占45份、Mo占17份、TiO₂占1份、微量元素占0.17份。

所述微量元素为Mn、Sn、B、Cr。

一种硬质Fe-Al₂O₃-Mo材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-Al₂O₃-Mo的纳米球；