一種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45占56％-68％、WC占26％-41％、剛玉占1％-5％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe；其制備方法包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si、B、Fe和剛玉制得納米粉末，之后采用超音速火焰噴涂工藝制備Ni45-WC納米涂層。本發(fā)明解決了現(xiàn)有碳化鎢涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問(wèn)題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，整體提高了材料表面的耐磨性能，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能有顯著的作用。
【專利說(shuō)明】-種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，熱噴涂技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所發(fā)揮的重大作用，越來(lái)越引起人們重。它 作為表面技術(shù)一個(gè)重要組成部分，在我國(guó)國(guó)家"六五"至"九五"連續(xù)四個(gè)五年計(jì)劃重點(diǎn)推 廣應(yīng)用中取得了顯著成績(jī)，獲得了重大經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 目前，無(wú)論在設(shè)備、材料、工藝、科研等方面都在迅速發(fā)展與提高。從2006年10月 在寧波舉行的"第十五屆全國(guó)熱噴涂技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)"上國(guó)內(nèi)外專家的專題報(bào)告以及宣讀 的論文中可以看出，我國(guó)熱噴涂技術(shù)近期發(fā)展的概況及特點(diǎn)是：設(shè)備方面（噴槍）向高能、 高速度方向發(fā)展；材料方面向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化方向發(fā)展，以保證多功能高質(zhì)量涂層 的需要；工藝方面向機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展。目前實(shí)際應(yīng)用中已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的噴涂材 料有金屬、合金和陶瓷等，主要以粉末、絲材、棒材狀態(tài)使用，其中噴涂粉末占噴涂材料總用 量的70%以上。
[0004] 熱噴涂工藝大同小異，噴涂材料的不同決定了涂層性能的差別，為了適應(yīng)熱噴涂 技術(shù)在各個(gè)系列產(chǎn)品中的推廣應(yīng)用，人們需要適用于不同系列產(chǎn)品中、具有特殊性能的噴 涂材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高硬度Ni45_WC納米涂層及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種高硬度Ni45_WC納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45占 56% -68%、WC占26% -41 %、剛玉占1% -5%、微量元素占0. 89% ;所述微量元素包括C、 Cr、Si、B和Fe ;由于材料韌性比較高、硬度稍差，而添加了助劑剛玉（Al2O3)可提高硬度、 韌性近40%，使材料的韌性、硬度都有較大的增強(qiáng)。
[0008] -種高硬度Ni45_WC納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制 得Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si、B、Fe制得納米粉末，同時(shí)添加 助劑剛玉，之后采用超音速火焰噴涂工藝在12CrNi3A熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米 涂層。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明解決了現(xiàn)有碳化鎢涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低 的問(wèn)題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使涂層硬度提高了 50%，彈性模量提高 了 8. 5% -14. 4%，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué) 性能有顯著的作用；所述Ni45-WC納米涂層適合多種鋼材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、 5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，與傳統(tǒng)合金材料相比硬度有所加強(qiáng)，韌性、結(jié)合強(qiáng)度 有極大提高，涂層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力沖擊的工 件，結(jié)合面不會(huì)受到影響。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0011] 實(shí)施例一：
[0012] 一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45占58%、WC 占37%、剛玉占4. 11%、微量元素占0. 89% ;所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
[0013] 一種高硬度Ni45-wc納米涂層的制備方法包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得 Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si、B、Fe制得納米粉末，同時(shí)添加助 劑剛玉，之后采用超音速火焰噴涂工藝在12CrNi3A熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米涂 層。
[0014] 所述Ni45-WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0015] 所述Ni45-WC納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表2。
[0016] 實(shí)施例二：
[0017] 一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45占62%、WC 占32%、剛玉占5. 11%、微量元素占0. 89% ;所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
[0018] 一種高硬度Ni45_WC納米涂層的制備方法同實(shí)施例一。
[0019] 所述Ni45-WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0020] 所述Ni45-WC納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表3。
[0021] 實(shí)施例三：
[0022] -種高硬度Ni45_WC納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45占65%、WC 占31%、剛玉占3. 11%、微量元素占0.89%;所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
[0023] -種高硬度Ni45_WC納米涂層的制備方法同實(shí)施例一。
[0024] 所述Ni45_WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0025] 所述Ni45_WC納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表4。
[0026]實(shí)驗(yàn)證明，Ni45-WC涂層的硬度可達(dá)到HRC65,涂層厚度可達(dá)5毫米，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn) 得出Ni45-WC涂層的結(jié)合強(qiáng)度、組織的致密度較好，涂層密度可達(dá)11. 22g/cm3。
[0027] 表lNi45_WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Ni45 占56% -68%、WC占26% -41 %、剛玉占1% -5%、微量元素占0. 89% ;所述微量元素包括
2. -種高硬度Ni45-WC納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用溫式 粉碎法制得Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si、B、Fe制得納米粉末， 同時(shí)添加助劑剛玉，之后采用超音速火焰噴涂工藝在熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米 涂層。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK104357780SQ201410603559
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】程敬卿 申請(qǐng)人:安徽鼎恒再制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司