CN106544612A - 一种CBN‑Ni喷涂粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种CBN‑Ni喷涂粉,所述喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 30%~60%,Ni 40%~70%,微量元素1%~5%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。其制备方法包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂混合得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氢气保护气氛中烧结;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级即可。本发明解决了现有金属陶瓷喷涂粉高温易氧化相变的问题,喷涂时火焰温度可以更高、金属粘结剂融化更彻底,硬质相的硬度高,更加耐磨;同时还可用于电力管道等的喷涂;且制备方法简单,方便操作,便于工业化应用。
Description
技术领域
本发明属于热喷涂技术领域,特别涉及一种喷涂粉及其制备方法。
背景技术
热喷涂技术作为一种新的表面防护和表面强化工艺,在近20年里得到了迅速发展。该技术在设备维修、耐磨损、防腐蚀等方面发挥独特的优势。热喷涂技术的产生,可将旧工件的利用率提高到90%,可实现工件的重复利用,大大降低了成本提高了效率。
随着工业技术革新,工件对涂层的耐磨、耐腐蚀等性能的要求也越来越高。针对现有涂层普遍存在耐磨性较差,耐腐蚀性较低的问题,急需一种性能更加优越的新涂层材料出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CBN-Ni热喷涂粉,同时提供其制备方法是本发明的第二个发明目的。
基于上述目的,本发明采取如下技术方案:一种CBN- Ni喷涂粉,所述喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 30%~60%,Ni 40%~70%,微量元素1%~5%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。
优选地,所述喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 40%~50%,Ni 47%~55%,微量元素3%~5%。
优选地,所述Cr、Al、Mo三者的重量混合比为(4~5):(1~2):(1~2)。
优选地,所述喷涂粉的粒径为10~45μm。
所述的CBN- Ni喷涂粉的制备方法,包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂混合得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氢气保护气氛中烧结;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级即可。
优选地,步骤a)中在球磨机中进行湿混12-24h。
优选地,步骤a)中各原料与去离子水、有机溶剂三者的用量比为:1000g:1000ml:1ml。
优选地,步骤c)中烧结的温度为1300~1400℃,烧结的时间为15~20min。
CBN是仅次于金刚石的硬度最高的材料,具有良好的物理、化学性能,热稳定性比金刚石高,Ni跟CBN之间有很强的润湿性,Al有很强的韧性,加入少量的Mo能显著提高合金在非氧化性酸和有机酸以及海水中的耐腐蚀能力,提高涂层的高温强度。
与现有技术相比,本发明的技术效果为:
1)本发明解决了现有金属陶瓷喷涂粉高温易氧化相变的问题,喷涂时火焰温度可以更高、金属粘结剂融化更彻底,硬质相的硬度高,更加耐磨;CBN的抗高温氧化能力更强,最高使用温度达到900℃;同时还可用于电力管道等的喷涂;
2)与传统涂层材料Ni60B相比,本发明的喷涂粉可有效降低工件表面的孔隙率,提高表面结合强度,提高工件表面涂层的显微硬度,因而涂层的硬度更高、耐磨性能更好;
3)本发明喷涂粉的制备方法简单,方便操作,便于工业化应用。
具体实施方式
以下将通过实施例具体说明本发明,但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
一种CBN-Ni热喷涂粉,喷涂粉的粒径为10~20μm,该喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 40%,Ni 55%,微量元素5%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。所述Cr、Al、Mo三者的重量混合比为4:1:2。
其制备方法,包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂在球磨机里湿混12h得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氢气保护气氛中烧结,烧结的温度为1300℃,烧结的时间为20min;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级,最终得到粒度为10~20μm的喷涂粉。步骤a)中各原料与去离子水、有机溶剂三者的用量比为:1000g:1000ml:1ml。
实施例2
一种CBN-Ni热喷涂粉,喷涂粉的粒径为20~30μm,该喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 45%,Ni 50%,微量元素5%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。所述Cr、Al、Mo三者的重量混合比为5:2:2。
其制备方法,包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂在球磨机里湿混20h得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氮气保护气氛中烧结,烧结的温度为1350℃,烧结的时间为15min;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级,最终得到粒度为20~30μm的喷涂粉。步骤a)中各原料与去离子水、有机溶剂三者的用量比为:1000g:1000ml:1ml。
实施例3
一种CBN-Ni热喷涂粉,喷涂粉的粒径为30~45μm,该喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 50%,Ni 47%,微量元素3%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。所述Cr、Al、Mo三者的重量混合比为5:2:1。
其制备方法,包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂在球磨机里湿混24h得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氢气保护气氛中烧结,烧结的温度为1400℃,烧结的时间为15min;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级,最终得到粒度为30~45μm的喷涂粉。步骤a)中各原料与去离子水、有机溶剂三者的用量比为:1000g:1000ml:1ml。
实施例4
一种CBN-Ni热喷涂粉及其制备方法,与实施例1不同之处在于,喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 30%,Ni 65%,微量元素5%。其他均同实施例1。
实施例5
一种CBN-Ni热喷涂粉及其制备方法,与实施例1不同之处在于,喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 29%,Ni 70%,微量元素1%。其他均同实施例1。
性能测试
1、将实施例1-5的喷涂粉应用在电力管道(mpp管上),其喷涂工艺采用常规的喷涂工艺,测试其涂层硬度、结合力、涂层厚度为:涂层硬度1850~1950HV,结合力≥70Mpa,涂层厚度约400μm。
由此可见,采用本发明后,管道内壁性能显著提高,延长管道的使用寿命,降低生产成本。
2、将实施例1-5的喷涂粉应用到45号钢基体上制成工件,同时以常用的Ni60B为对比试验,测试涂层的结合强度、显微硬度、气孔率及抗磨损性能,结果见表1和表2所示。
表1本发明涂层与Ni60B涂层的性能对比试验
组别 | 孔隙率(%) | 结合强度(MPa) | 显微硬度(HV) |
实施例1 | 0.715 | 76.2 | 1178 |
实施例2 | 0.764 | 75.8 | 1216 |
实施例3 | 0.853 | 74.3 | 1269 |
实施例4 | 0.706 | 73.0 | 1180 |
实施例5 | 0.698 | 70.2 | 1125 |
对比组 | 0.782 | 68 | 1051 |
表2本发明涂层与Ni60B涂层的抗磨损性能对比试验结果
组别 | 测试前(g) | 测试后(g) | 损失(mg) |
实施例1 | 210.2756 | 210.2746 | 1.0 |
实施例2 | 210.4628 | 210.4619 | 0.9 |
实施例3 | 210.3862 | 210.3855 | 0.7 |
实施例4 | 210.4372 | 210.4356 | 1.6 |
实施例5 | 210.3579 | 210.3543 | 3.6 |
对比组 | 216.7963 | 210.7837 | 12.6 |
由表1和表2可以看出,与传统涂层材料Ni60B相比,本发明的涂层材料硬度高、耐磨性能好,有效降低工件表面的孔隙率,提高表面结合强度,能明显提高工件表面涂层的显微硬度。
Claims (8)
1.一种CBN- Ni喷涂粉,其特征在于,所述喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN30%~60%,Ni 40%~70%,微量元素1%~5%,所述微量元素为Cr、Al、Mo三者的混合。
2.如权利要求1所述的CBN- Ni喷涂粉,其特征在于,所述喷涂粉由以下重量百分比的原料制得:CBN 40%~50%,Ni 47%~55%,微量元素3%~5%。
3.如权利要求1或2所述的CBN- Ni喷涂粉,其特征在于,所述Cr、Al、Mo三者的重量混合比为(4~5):(1~2):(1~2)。
4.如权利要求3所述的CBN- Ni喷涂粉,其特征在于,所述喷涂粉的粒径为10~45μm。
5.权利要求1或2或4所述的CBN- Ni喷涂粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)将各原料、去离子水和有机溶剂混合得到混浆料;b)喷雾造粒;c)在氢气或氮气保护气氛中烧结;d)对烧结后的产物进行分散、气流分级即可。
6.如权利要求5所述的CBN- Ni喷涂粉的制备方法,其特征在于,步骤a)中在球磨机中进行湿混12~24h。
7.如权利要求5所述的CBN- Ni喷涂粉的制备方法,其特征在于,步骤a)中各原料与去离子水、有机溶剂三者的用量比为:1000g:1000ml:1ml。
8.如权利要求5所述的CBN- Ni喷涂粉的制备方法,其特征在于,步骤c)中烧结的温度为1300~1400℃,烧结的时间为15~20min。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10377671B2 (en) | 2017-10-20 | 2019-08-13 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Structural and mechanical properties of nano and micro Al2O3-cBN composites prepared by spark plasma sintering |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4031278A (en) * | 1975-08-18 | 1977-06-21 | Eutectic Corporation | High hardness flame spray nickel-base alloy coating material |
CN103074533A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-01 | 北矿新材科技有限公司 | 一种热喷涂用硬度均匀耐磨耐蚀喷涂材料的制备方法 |
CN104357786A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-18 | 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 | 一种Ni60B-CBN纳米涂层及其制备方法 |
CN104561877A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 福州大学 | 一种热喷涂镍基自熔合金非晶涂层 |
-
2016
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4031278A (en) * | 1975-08-18 | 1977-06-21 | Eutectic Corporation | High hardness flame spray nickel-base alloy coating material |
CN103074533A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-01 | 北矿新材科技有限公司 | 一种热喷涂用硬度均匀耐磨耐蚀喷涂材料的制备方法 |
CN104357786A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-18 | 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 | 一种Ni60B-CBN纳米涂层及其制备方法 |
CN104561877A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 福州大学 | 一种热喷涂镍基自熔合金非晶涂层 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
沈承金 等: "《材料热处理与表面工程》", 31 August 2011, 中国矿业大学出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10377671B2 (en) | 2017-10-20 | 2019-08-13 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Structural and mechanical properties of nano and micro Al2O3-cBN composites prepared by spark plasma sintering |
US10843971B2 (en) | 2017-10-20 | 2020-11-24 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | CBN composite formation method including consolidation |
US10858292B2 (en) | 2017-10-20 | 2020-12-08 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Method for making an Al2O3—cBN composite |
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