CN106048311A - 一种Ni‑Cr‑B‑Si纳米涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Ni‑Cr‑B‑Si纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量份数为Ni占57‑78份、Cr占13‑20份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21‑0.98份；制备方法包括以下步骤：(1)采用气雾化法制得Ni‑Cr‑B‑Si的纳米球；(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合C、Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末；(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在铁基零件表面制备Ni‑Cr‑B‑Si纳米涂层。本发明形貌有片状或条状，但分布均匀、颗粒完整具有较好的组织结构和较好的宏观性能。本发明涂层的硬度达到HRC43，具有一定的硬度和抗磨损性能。
Description
技术领域
本发明涉及热喷涂材料技术领域，具体说是一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层及其制备方法。
背景技术
热喷涂是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。
随着人们在各种极端环境下的生产作业，工件设备的使用条件愈加恶劣，现有的普通喷涂材料难以满足恶劣环境下的使用要求，因此人们需要配比更加科学合理，产品性能更优异的喷涂材料和喷涂工艺。
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Ni-Cr-B-Si纳米涂层及其制备方法。
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Ni-Cr-B-Si纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Ni占57-78份、Cr占13-20份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21-0.98份。
所述微量元素为C、Mo、Fe，微量元素中添加有GO。
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合C、Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在铁基零件表面制备Ni-Cr-B-Si纳米涂层。
本发明的有益效果是：本发明形貌有片状或条状，但分布均匀、颗粒完整具有较好的组织结构和较好的宏观性能。本发明涂层的硬度达到HRC43，具有一定的硬度和抗磨损性能。
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Ni-Cr-B-Si纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Ni占57份、Cr占13份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21份。
所述微量元素为C、Mo、Fe，微量元素中添加有GO。
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合C、Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在铁基零件表面制备Ni-Cr-B-Si纳米涂层。
实施例二：
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Ni占78份、Cr占20份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.98份。
所述微量元素为C、Mo、Fe，微量元素中添加有GO。
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
实施例三：
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Ni占60份、Cr占15份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.5份。
所述微量元素为C、Mo、Fe，微量元素中添加有GO。
一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
采用超音速喷涂技术在以铁基为基体的棍类工件上制得Ni-Cr-B-Si纳米涂层，带有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能对比实验结果见表1：
表1 Ni-Cr-B-Si纳米涂层与无涂层铁基棍类工件性能对比实验结果：
| 实验组编号 | 孔隙率(AREA％) | 结合强度(MPa) | 显微硬度(HV) |
| 1 | 0.482 | 72.5 | 1021 |
| 2 | 0.468 | 78.6 | 1038 |
| 3 | 0.415 | 75.4 | 1113 |
| 平均值 | 0.455 | 75.5 | 1057 |
| 对比组 | 0.573 | 60.2 | 892 |
采用超音速喷涂技术在铁基棍类工件上制得Ni-Cr-B-Si涂层，带有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的磨损量对比实验结果见表2：
表2 Ni-Cr-B-Si纳米涂层与铁基棍类工件的磨损量对比实验结果：
| 实验组编号 | 磨损前(g) | 磨损后(g) | 磨损量(g) |
| 1 | 58.9654 | 58.9630 | 0.0024 |
| 2 | 58.1441 | 58.1415 | 0.0026 |
| 3 | 58.8741 | 58.8709 | 0.0032 |
| 对比组 | 58.6968 | 58.6904 | 0.0064 |
由表1和表2可见，Ni-Cr-B-Si纳米涂层的综合性能优异，耐磨性好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Ni占57-78份、Cr占13-20份、B占11份、Si占11份、WC占1份、微量元素占0.21-0.98份；
所述微量元素为C、Mo、Fe，微量元素中添加有GO。
2.一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合C、Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在铁基零件表面制备Ni-Cr-B-Si纳米涂层。
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