一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料及其制備方法
【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)是一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態(tài)，并以一定的速度噴 射沉積到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面形成涂層的方法。熱噴涂技術(shù)在普通材料的表面上，制造 一個(gè)特殊的工作表面，使其達(dá)到：防腐、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導(dǎo)電、防微 波輻射等一系多種功能，使其達(dá)到節(jié)約材料，節(jié)約能源的目的，我們把特殊的工作表面叫涂 層，把制造涂層的工作方法叫熱噴涂。
[0003] 噴涂過(guò)程中基體表面受熱的程度較小而且可以控制，因此可以在各種材料上進(jìn)行 噴涂（如金屬，陶瓷，玻璃，布疋，紙張，塑料等），并且對(duì)基材的組織和性能幾乎沒(méi)有影響， 工件變形也小。另外，熱噴涂需要的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，既可對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行大面積噴涂， 也可在指定的局部進(jìn)行噴涂；既可在工廠室內(nèi)進(jìn)行噴涂也可在室外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。
[0004] 正因?yàn)闊釃娡考夹g(shù)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，在過(guò)去的十多年里，熱噴涂技術(shù)發(fā)展迅速，噴 涂設(shè)備不斷更新，噴涂方法也得到了很大優(yōu)化，然而，傳統(tǒng)的噴涂技術(shù)使用的材料結(jié)合強(qiáng)度 差、氣孔率高、耐磨性差，阻礙了熱噴涂技術(shù)的普及和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決傳統(tǒng)涂層耐磨性較差，硬度較低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種硬質(zhì) WC-Co-B-Ni涂層材料及其制備方法。
[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]-種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占53. 95%、 Co占13%、B占16%、Ni占16%、微量元素占1. 05%。
[0008]WC為黑色六方晶系結(jié)晶，呈灰色，為帶有金屬光澤的粉末，顯微硬度達(dá)17800MPa。WC質(zhì)硬、彈性率也大，可有效提高納米涂層硬度和耐磨性。
[0009] 鈷基合金或含鈷合金鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異，是常用作燃汽輪機(jī)的葉片、葉輪、導(dǎo) 管、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈的部件和化工設(shè)備中各種高負(fù)荷的耐熱部件以及原子能 工業(yè)的重要金屬材料。Co作為粘結(jié)劑能保證硬質(zhì)合金有一定的韌性。
[0010] 將Ni混入納米涂層中可以提高納米涂層機(jī)械強(qiáng)度。
[0011] 所述微量元素為Si、Cr、Mn和C。Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。
[0012] 一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)米用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球；
[0014] (2)采用活性劑保護(hù)法混合Si、Cr、Mn和C制得納米粉末。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制得的納米材料形貌均勻、顆粒完整具有較好的組 織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能，硬度高、耐磨性好，耐蝕、抗高溫氧化等性能優(yōu)良，結(jié)合強(qiáng)度高、 組織致密度較好，涂層密度在8. 60g/cm3左右，涂層厚度達(dá)3毫米，與傳統(tǒng)合金材料相比有 著很大的進(jìn)步，是現(xiàn)代機(jī)械制造和磨損件修復(fù)再用的重要材料。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 圖1是本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)及晶體形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 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。
[0019] 一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占53. 95%、 Co占13%、B占16%、Ni占16%、微量元素占1. 05%。
[0020] 所述微量元素為Si、Cr、Mn和C。
[0021] 一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0022] (1)采用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球；
[0023] (2)采用活性劑保護(hù)法混合Si、Cr、Mn和C制得納米粉末。
[0024] 結(jié)合圖1，采用等離子噴涂技術(shù)在以20Cr鋼為基體的棍類工件上制得WC-Co-B-Ni 涂層，帶有所述涂層的基體與無(wú)所述涂層的基體的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒 磨損性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1 :
[0025] 表1WC-Co-B-Ni納米涂層與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC 占 53. 95%、Co 占 13%、B 占 16%、Ni 占 16%、微量元素占 L 05% ; 所述微量元素為Si、Cr、Mn和C。
2. -種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 采用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球； (2) 采用活性劑保護(hù)法混合Si、Cr、Mn和C制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)WC-Co-B-Ni涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占53.95％、Co占13％、B占16％、Ni占16％、微量元素占1.05％；所述微量元素為Si、Cr、Mn和C。本發(fā)明制得的納米材料形貌均勻、顆粒完整具有較好的組織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能，硬度高、耐磨性好，耐蝕、抗高溫氧化等性能優(yōu)良，結(jié)合強(qiáng)度高、組織致密度較好，涂層密度在8.60g/cm3左右，涂層厚度達(dá)3毫米，與傳統(tǒng)合金材料相比有著很大的進(jìn)步，是現(xiàn)代機(jī)械制造和磨損件修復(fù)再用的重要材料。
【IPC分類】B22F9-04, B22F9-08, C23C4-06, C23C4-12, B82Y30-00, C23C4-10, B82Y40-00, C22C29-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104831224
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510236062
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】蕪湖鼎恒材料技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月9日