一種用于金屬表面的高強度涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬領(lǐng)域，涉及一種用于金屬表面的高強度涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們的生活各個領(lǐng)域的運用越來越廣泛，同時也給社會創(chuàng)造了越來越大的價值。當(dāng)前，金屬制品面臨著很多問題，其中強度問題是金屬制品必須面臨和解決的問題，為了提高金屬制品的強度、耐磨和耐高溫，人們通常在金屬制品表面通過金屬涂層來快速實現(xiàn)；但生產(chǎn)金屬涂層仍存在問題，如:生產(chǎn)成本高、使用壽命短、耐熱耐磨性能低、推廣應(yīng)用前景小等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種用于金屬表面的高強度涂層及其制備方法，不僅強度高，抗腐蝕能力和抗氧化能力極強，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨損，增加其使用壽命，吸附性好，并且還提供制備方法，方法簡單，成本低，生產(chǎn)效率高。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為:碳:0.42-0.45%，硼:0.6-0.8%，鉻:9.5-9.8%，鈦:3.2-3.5%，鈉:5.5-5.8%，鈧:2.5-2.8%，鈮:2.2-2.5%，鋯:1.4-1.6%，鋇:0.2-0.4%，鎢:0.2-0.4%，鋅:1.2-1.5%，釤:2.5-2.8%，釹:3.2-3.7%，钷:0.3-0.5%，銪:0.2-0.4%，釓:9.2-9.5%,鋁:0.2-0.8%，助劑:2.4-2.6%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:錯英石:5_8份，尚嶺石:12-14份，粘土:17-19份，銅粉:4-6份，镲粉:3_5份，鋅粉:1-3份；
助劑的制備方法為:將鋯英石、高嶺石、粘土、銅粉、鎳粉和鋅粉混合送入球磨機中粉碎，過40目篩，得到粉末顆粒，然后將溫度加熱至710-720°C下煅燒2-3個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過100目篩，即可得到助劑。
[0005]本發(fā)明還提供用于金屬表面的高強度涂層的制備方法，具體制備方法如下:
步驟(I):將碳、硼、鉻、鈦、鈉、鈧、鈮、鋯、鋇、鎢、鋅、鋁和鐵元素放入熔煉爐中，然后將爐溫升至620-630 0C后，保溫1-3小時，然后將溫度升至1150_1160 °C，放入釤、釹、钷、銪、釓稀土元素，攪拌均勻，保溫3-5小時，然后空冷至350-360°C，再空冷至室溫；
步驟(2):經(jīng)過LF爐精煉，將溫度增加至1420-1430°C，并放入助劑，保溫3_5h，全程吹氮氣攪拌，然后將溫度降至為670-680°C ;然后水冷以7-10°C /s的速度冷卻至350_360°C，然后空冷至室溫；
步驟(3 ):將步驟(2 )得到的金屬放入球磨機中，將溫度增加至420-450 V，保溫1_3小時，然后啟動球磨機磨粉，再將溫度增加至820-830°C，保溫1-2小時，在降低至550_560°C，粉碎，過100目篩，得粉末顆粒B ；
步驟(4):將步驟(3)中的粉末顆粒B噴涂至金屬表面厚度為l_3mm，然后加熱至750-770°C，保溫1-2小時，再將溫度降至220_250°C，保溫1_2小時，空冷至室溫即可。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
前述的用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為:碳:0.42%，硼:0.6%，鉻:9.5%，鈦:3.2%，鈉:5.5%，鈧:2.5%，鈮:2.2%，鋯:1.4%，鋇:0.2%，鎢:0.2%，鋅:1.2%，釤:2.5%，釹:3.2%，钷:0.3%，銪:0.2%，釓:9.2%,鋁:0.2%，助劑:2.4%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:鋯英石:5份，高嶺石:12份，粘土:17份，銅粉:4份，鎳粉:3份，鋅粉:1份；
助劑的制備方法為:將鋯英石、高嶺石、粘土、銅粉、鎳粉和鋅粉混合送入球磨機中粉碎，過40目篩，得到粉末顆粒，然后將溫度加熱至710°C下煅燒2個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過100目篩，即可得到助劑。
[0007]前述的用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為??碳:0.45%，硼:0.8%，鉻:9.8%，鈦:3.5%，鈉:5.8%，鈧:2.8%，鈮:2.5%，鋯:1.6%，鋇:0.4%，鎢:0.4%，鋅:1.5%，釤:2.8%，釹:3.7%，钷:0.5%，銪:0.4%，釓:9.5%,鋁:0.8%，助劑:2.6%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:鋯英石:8份，高嶺石:14份，粘土:19份，銅粉:6份，鎳粉:5份，鋅粉:3份；
助劑的制備方法為:將鋯英石、高嶺石、粘土、銅粉、鎳粉和鋅粉混合送入球磨機中粉碎，過40目篩，得到粉末顆粒，然后將溫度加熱至720V下煅燒3個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過100目篩，即可得到助劑。
[0008]前述的用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為??碳:0.44%，硼:0.7%，鉻:9.7%，鈦:3.3%，鈉:5.6%，鈧:2.7%，鈮:2.4%，鋯:1.5%，鋇:0.3%，鎢:0.3%，鋅:1.4%，釤:2.7%，釹:3.5%，钷:0.4%，銪:0.3%，釓:9.4%,鋁:0.6%，助劑:2.5%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:鋯英石:7份，高嶺石:13份，粘土:18份，銅粉:5份，鎳粉:4份，鋅粉:2份；
助劑的制備方法為:將鋯英石、高嶺石、粘土、銅粉、鎳粉和鋅粉混合送入球磨機中粉碎，過40目篩，得到粉末顆粒，然后將溫度加熱至715°C下煅燒2個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過100目篩，即可得到助劑。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該涂層不僅強度高，抗腐蝕能力和抗氧化能力極強，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨損，增加其使用壽命，吸附性好，并且還提供制備方法，方法簡單，成本低，生產(chǎn)效率高；其中涂層中加入鈦元素，能提高耐腐蝕性和強度，加入鈮元素，在熱處理中能細化晶粒，可加大其強度、韌性、抗腐蝕、耐磨和承受沖擊負荷的等，加入鎢和鋁元素，能細化晶粒和降低其過熱敏感性及回火脆性，提高強度，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕，加入鉻和鋅元素，能提高其耐磨才能力和增加其強度，提高其熔點，增加抗高溫的能力和抗氧化能力；并且加入稀土元素中的釤、釹、钷、銪、釓元素，能在熱處理過程中細化晶粒，形成致密的晶體結(jié)構(gòu)，增加涂層的強度和耐摩擦性能，并且在助劑中添加了粘土、銅粉和鎳粉，能在生產(chǎn)過程中起到催化劑的作用，提高生產(chǎn)效率和增加涂層的強度和耐摩擦性能。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
本實施例提供的一種用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為:碳:0.42%，硼:0.6%，鉻:9.5%，鈦:3.2%，鈉:5.5%，鈧:2.5%，鈮:2.2%，鋯:1.4%，鋇:0.2%，鎢:0.2%，鋅:1.2%，釤:2.5%，釹:3.2%，钷:0.3%，銪:0.2%，釓:9.2%,鋁:0.2%，助劑:
2.4%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:鋯英石:5份，高嶺石:12份，粘土:17份，銅粉:4份，鎳粉:3份，鋅粉:1份；
助劑的制備方法為:將鋯英石、高嶺石、粘土、銅粉、鎳粉和鋅粉混合送入球磨機中粉碎，過40目篩，得到粉末顆粒，然后將溫度加熱至710°C下煅燒2個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過100目篩，即可得到助劑。
[0011]本實施例還提供用于金屬表面的高強度涂層的制備方法，具體制備方法如下: 步驟(I):將碳、硼、鉻、鈦、鈉、鈧、鈮、鋯、鋇、鎢、鋅、鋁和鐵元素放入熔煉爐中，然后將爐溫升至620°C后，保溫I小時，然后將溫度升至1150°C，放入釤、釹、钷、銪、釓稀土元素，攪拌均勻，保溫3小時，然后空冷至350°C，再空冷至室溫；
步驟(2):經(jīng)過LF爐精煉，將溫度增加至1420°C，并放入助劑，保溫3h，全程吹氮氣攪拌，然后將溫度降至為670°C ;然后水冷以7V /s的速度冷卻至350°C，然后空冷至室溫；步驟(3):將步驟(2)得到的金屬放入球磨機中，將溫度增加至420°C，保溫I小時，然后啟動球磨機磨粉，再將溫度增加至820°C，保溫I小時，在降低至550°C，粉碎，過100目篩，得粉末顆粒B ;
步驟(4):將步驟(3)中的粉末顆粒B噴涂至金屬表面厚度為1_，然后加熱至750°C，保溫I小時，再將溫度降至220°C，保溫I小時，空冷至室溫即可。
[0012]實施例2
本實施例提供的一種用于金屬表面的高強度涂層，該高強度涂層的組分按質(zhì)量百分比為:碳:0.45%，硼:0.8%，鉻:9.8%，鈦:3.5%，鈉:5.8%，鈧:2.8%，鈮:2.5%，鋯:1.6%，鋇:0.4%，鎢:0.4%，鋅:1.5%，釤:2.8%，釹:3.7%，钷:0.5%，銪:0.4%，釓:9.5%,鋁:0.8%，助劑:
2.6%，余量為鐵；
助劑的組分按重量份數(shù)計為:鋯英石:8份，高嶺石:14份