CN104294203A - 一种Al2O3-TiO2纳米涂层及其制备方法 - Google Patents

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
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Abstract

本发明涉及一种Al2O3-TiO2纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占31％-45％、TiO2占51.75％-65.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe，其制备方法为：先将Al2O3、TiO2和SiC的混合纳米材料采用溶胶-凝胶法处理，然后再加入催化剂，经充分混合后制得Al2O3、TiO2和SiC材料的纳米球，再采用活性剂保护法混合C、Cr、Si、B、Fe材料制得纳米粉末。本发明解决了现有传统涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，使涂层硬度提高了50％，韧性提高80％，弹性模量提高了8.5％-14.4％。

Description

一种Al2O3-TiO2纳米涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种Al2O3-TiO2纳米涂层及其制备方法。
背景技术
中国特色的再制造工程是在维修工程、表面工程基础上发展起来的，主要基于复合表面工程技术、纳米表面工程技术和自动化表面工程技术，这些先进的表面工程技术是国外再制造时所不曾采用的。先进表面工程技术在再制造中的应用，可将旧工件的利用率提高到90％，使零件的尺寸精度和质量标准不低于原型新品水平，而且在耐磨、耐蚀、抗疲劳等性能方面达到原型新品水平，并最终确保再制造装备零部件的性能质量达到甚至超过原型新品。再制造的重要特征是再制造后的产品质量和性能不低于新品，成本只是新品的50％，节能60％，节材70％，对环境的不良影响显著降低，成为建设资源节约型和环境友好型社会的重要途径。
针对现有涂层普遍存在耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，人们需要一种能配合再制造技术，用于改善材料表面涂层的微观组织、结构，提高涂层硬度的新型材料。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种Al2O3-TiO2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Al2O3-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占31％-45％、TiO2占51.75％-65.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe，所述SiC为助剂，可提高纳米涂层的硬度50％。
一种Al2O3-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先将Al2O3、TiO2和SiC的混合纳米材料采用溶胶-凝胶法处理，然后再加入催化剂，经充分混合后制得Al2O3、TiO2和SiC材料的纳米球，再采用活性剂保护法混合C、Cr、Si、B、Fe材料制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在9Cr18模具钢基体上制备Al2O3-TiO2纳米涂层。
本发明的有益效果是：本发明解决了现有传统涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了50％，韧性提高80％，弹性模量提高了8.5％-14.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能、韧性，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用，适合多种钢材比如：5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2W、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，此纳米涂层优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好、结合强度高、耐高温、耐腐蚀，还具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要材料。
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Al2O3-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占31％、TiO2占65.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
一种Al2O3-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先将Al2O3、TiO2和SiC的混合纳米材料采用溶胶-凝胶法处理，然后再加入催化剂，经充分混合后制得Al2O3、TiO2和SiC材料的纳米球，再采用活性剂保护法混合C、Cr、Si、B、Fe材料制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在9Cr18模具钢基体上制备Al2O3-TiO2纳米涂层。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。
实施例二：
一种Al2O3-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占38％、TiO2占58.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
一种Al2O3-TiO2纳米涂层的制备方法，同实施例一。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。
实施例三：
一种Al2O3-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占45％、TiO2占51.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
一种Al2O3-TiO2纳米涂层的制备方法，同实施例一。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
所述Al2O3-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。
所述纳米粉末可采用等离子喷涂工艺在9Cr18模具钢基体上制备Al2O3-TiO2纳米涂层。
表1 Al2O3-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果：
由实验数据可得，Al2O3-TiO2纳米涂层能有效降低工件表面的孔隙率，提高工件表面的结合强度，能大幅度提高工件表面的显微硬度。
表2 各实施例中的Al2O3-TiO2纳米涂层的摩擦磨损性能实验结果：
组别 测试前(g) 测试后(g) 损失(mg)
实施例一 58.6345 58.6332 1.3
实施例二 58.6379 58.6366 1.2
实施例三 58.6366 58.6354 1.2
对照组 58.7964 58.7826 13.8
由表2可见，Al2O3-TiO2纳米涂层具有优良的耐磨性。
经过不同比例的配比可以使Al2O3-TiO2涂层的硬度达到HRC72，涂层厚度可达3毫米，涂层韧性、结合度高，极大的提升了涂层的堆积厚度。
经过多次试验得出Al2O3-TiO2涂层的结合强度、组织的致密度较好，涂层密度可达7.72g/cm3。
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Al2O3-TiO2纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分数为Al2O3占31％-45％、TiO2占51.75％-65.75％、SiC占2％、微量元素占1.25％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。
2.一种Al2O3-TiO2纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先将Al2O3、TiO2和SiC的混合纳米材料采用溶胶-凝胶法处理，然后再加入催化剂，经充分混合后制得Al2O3、TiO2和SiC材料的纳米球，再采用活性剂保护法混合C、Cr、Si、B、Fe材料制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在模具钢基体上制备Al2O3-TiO2纳米涂层。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104831168A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 高强度Fe-SiC-TiO2涂层材料及其制备方法
CN106955723A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955735A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955730A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN108358613A (zh) * 2018-01-31 2018-08-03 武汉理工大学 一种三氧化二铝/二氧化钛前驱体复合热喷涂粉末及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594654A (zh) * 2004-06-24 2005-03-16 上海工程技术大学 铸铝表面激光组装纳米Al2O3/TiO2镀层的方法
CN102787933A (zh) * 2012-08-29 2012-11-21 芜湖鼎恒材料技术有限公司 具有纳米合金涂层的气缸

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594654A (zh) * 2004-06-24 2005-03-16 上海工程技术大学 铸铝表面激光组装纳米Al2O3/TiO2镀层的方法
CN102787933A (zh) * 2012-08-29 2012-11-21 芜湖鼎恒材料技术有限公司 具有纳米合金涂层的气缸

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙海全等: "等离子体喷涂纳米Al2O3-TiO2-SiO2-SiC涂层抗热震性能", 《金属热处理》 *
易德亮等: "等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米复合涂层的制备、结构及摩擦学性能", 《摩擦学学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104831168A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 高强度Fe-SiC-TiO2涂层材料及其制备方法
CN106955723A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955735A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955730A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955730B (zh) * 2016-01-08 2019-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955723B (zh) * 2016-01-08 2019-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN106955735B (zh) * 2016-01-08 2019-04-16 中国石油化工股份有限公司 一种烃油脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法
CN108358613A (zh) * 2018-01-31 2018-08-03 武汉理工大学 一种三氧化二铝/二氧化钛前驱体复合热喷涂粉末及其制备方法

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