CN104028766A - 一种Ni基自润滑涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
目前制作涂层的方法有许多种，像喷涂，激光熔覆，普通真空熔覆等，但是喷涂涂层的涂层厚度太薄且结合性不是很好或残余应力太大，而熔覆法不是工艺复杂就是设备昂贵。所以现在急需一种成型性较好、工艺简单、设备通用性好、表面强度高、摩擦系数小的涂层制备方法，针对现有技术中存在的缺陷，本发明的技术方案是：一种Ni基自润滑涂层的制备方法，采用真空液压烧结炉将Ni基自溶粉末、硬质相粉末、润滑添加剂混合粉末烧结到基体金属表面。其具有成型性较好、工艺简单、设备通用性好、制备件表面强度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层的制备层方法，特别是一种Ni基自润滑涂层的制备方法。
背景技术
工业生产中对设备零部件表面性能的要求越来越高，设备在高速、高温、高压、腐蚀、重载的条件下工作，零部件材料的破坏一般都从表面开始, 如磨损破坏、腐蚀破坏、高温氧化破坏等，零件失效造成了巨大的经济损失。因此我们研究通过表面涂覆耐磨、耐腐蚀、自润滑涂层改善设备零部件的表面物理性能来提高其使用性能。
目前制作涂层的方法有许多种，像喷涂，激光熔覆，普通真空熔覆等，但是喷涂涂层的涂层厚度太薄且结合性不是很好或残余应力太大，而熔覆法不是工艺复杂就是设备昂贵。所以现在急需一种成型性较好、工艺简单、设备通用性好、表面强度高、摩擦系数小的涂层制备方法。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的技术方案是：一种Ni基自润滑涂层的制备方法，其具有成型性较好、工艺简单、设备通用性好、表面强度高、自润滑的特点。
一种Ni基自润滑涂层的制备方法，采用真空液压烧结炉熔烧法制备，粉体包括Ni基自溶粉末和硬质相粉末，且两种组分的重量百分比为：Ni基自溶粉末70％-75％；硬质相粉末25％-30％。
镍基自熔性合金粉末可分为Ni-B-Si和Ni-Cr-B-Si两个系列：一种是Ni-B-Si合金，熔覆层的组织由Ni-Si固溶体(Y相)和弥散分布的各种硼化物(Y’相)以及Y一Y’共晶相组成。该合金硬度较低，韧性好，抗高温、耐磨、耐腐蚀性能好，易于机械加工。另一种是Ni-Cr-B-Si自熔性合金，其熔覆层的金相组织较复杂。由镍一铬固溶体、镍的硼化物、铬的硼化物等Y’相和铬的碳化物、硼的碳化物、钨的碳化物等硬质相组成。这类合金在500℃时仍有较高的硬度，耐磨、耐蚀性能好，是常用的粉末材料。
硬质相粉末主要是指像TiC、WC、TiB2等硬质粉末材料。
本发明的技术方案是：包括以下步骤：
将Ni基自溶性粉末、硬质相粉末、Y2O3、润滑添加剂、分散剂按重量比混合并放在球磨机中以球料比为10:1球磨3个小时，计算出混合后粉末的密度，将要涂覆涂层的金属放到石墨模具中，要求石墨模具壁与金属样外周紧密接触，将混好的粉末加上适量的酒精使其呈泥状，将其涂抹到金属样的表面，根据需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨压杆，装料完成后，放到干燥箱150℃干燥10h，再将其放入到真空液压烧结炉中加压焙烧。
附图说明
图1为本发明提供的一种石墨模具。其中图中1-垫片、2-外模具、3-套筒、4-石墨压杆。
图2为本发明实施方式制备的45钢表面Ni60-TiC涂层的截面形貌。
图3为本发明实施方式制备的45钢表面Ni60-TiC涂层的截面扫描电子显微镜图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
将Ni60自溶性粉末与TiC硬质相粉末以3:1的比例混合，在球磨机中以球料比10:1球磨3小时，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y2O3、10g的MoS2，再在球磨机中球磨3小时，将要涂覆涂层的金属放到石墨模具中，要求石墨模具壁与金属样外周紧密接触，将混好的粉末加上适量的酒精使其呈泥状，将其涂抹到金属样的表面，根据需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨压杆，装料完成后放到干燥箱150℃干燥10h，再将其放入到真空液压烧结炉中，其中工艺路线是：0-400℃升温速度为3℃/min，在400℃时保温30min，400-800℃升温速度为5℃/min，在800℃时保温30min，800-1120℃升温速度为4℃/min，在1120℃时保温90min，在整个烧结过程中，对粉末加的压力为20MPa，加热完成后撤掉压力，随炉冷却后取出烧结样。
实施例2
将Ni60自溶性粉末与WC硬质相粉末以3:1的比例混合，在球磨机中以球料比10:1球磨3小时，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y2O3、12g的CaF2，再在球磨机中球磨3小时，以后工序与实施例1相同。
实施例1制备的涂层在低温时自润滑效果优于实施例2，当温度超过250℃时，实施例2制备的涂层自润滑效果比实施例1好。
Claims (2)
1.一种Ni基自润滑涂层的制备方法，是将Ni基自溶粉末和硬质相粉末，且两种组分的重量百分比为：Ni基自溶粉末70％-75％；硬质相粉末25％-30％，在球磨机中以球料比10:1球磨3小时，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y2O3，一定量的润滑添加剂，再在球磨机中球磨3小时，将要涂覆涂层的金属放到石墨模具中，要求石墨模具壁与金属样外周紧密接触，将混好的粉末加上适量的酒精使其呈泥状，将其涂抹到金属样的表面，根据需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨压杆，装料完成后放到干燥箱150℃干燥10h，再将其放入到真空液压烧结炉中，其中工艺路线是：0-400℃升温速度为3℃/min，在400℃时保温30min，400-800℃升温速度为5℃/min，在800℃时保温30min，800-1120℃升温速度为4℃/min，在1120℃时保温90min，在整个烧结过程中，对粉末的加压为20MPa，加热完成后撤掉压力，随炉冷却后取出烧结样。
2.根据权利要求1所述的一种Ni基自润滑涂层的制备方法，其中一定量的润滑添加剂可以是10g的MoS2或12g的CaF2。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115011961A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 绍兴文理学院 | 一种滚刀自润滑耐磨涂层制作工艺 |
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2014
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