CN104831217A - 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法 - Google Patents

一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104831217A
CN104831217A CN201510236329.2A CN201510236329A CN104831217A CN 104831217 A CN104831217 A CN 104831217A CN 201510236329 A CN201510236329 A CN 201510236329A CN 104831217 A CN104831217 A CN 104831217A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hard
zro
coating material
zro2
nano coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510236329.2A
Other languages
English (en)
Inventor
程敬卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd filed Critical Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd
Priority to CN201510236329.2A priority Critical patent/CN104831217A/zh
Publication of CN104831217A publication Critical patent/CN104831217A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明涉及一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Fe占36-45份、ZrO2占52-68份、TiO2占1份、微量元素占0.23-0.64份，所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-ZrO2的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合Mo、Ti、Sn、Cu制得纳米粉末。本发明制成的Fe-ZrO2纳米涂层的硬度可达到HRC44，密度可达7.54g/cm3,喷涂厚度可达4毫米，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着很大的进步。

Description

一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法。
背景技术
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到:防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的。
等离子喷涂是热喷涂中的一种硬质，它具有以下特点:①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。
等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种硬质新型多用途的精密喷涂方法，其配套设备也经数次改进能满足人们在绝大多数生产条件下的喷涂修复和使用要求，然而等离子喷涂所用材料普遍存在硬度低，耐磨性不高，耐腐性不好，耐久性不能达到使用预期等问题，难以满足现代工业生产的多样化使用要求。
发明内容
为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占36-45份、ZrO2占52-68份、TiO2占1份、微量元素占0.23-0.64份，所述TiO2作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。
ZrO2是一种硬质具有宽带隙和高介电常数的陶瓷材料，化学性质不活泼，且高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，是重要的耐高温材料，可提高涂层耐高温性。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo混合Fe加到纳米涂层之中，可提高纳米涂层硬度。
Ti金属坚韧、耐酸性好，能有效提高纳米涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定，提高纳米涂层化学稳定性。
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-ZrO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Mo、Ti、Sn、Cu制得纳米粉末。
本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-ZrO2纳米涂层的硬度可达HRC44，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，密度可达7.54g/cm3,喷涂厚度可达4毫米，致密度良好为0.66，本发明综合性能优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着很大的进步，在相同的条件下，Fe-ZrO2纳米涂层的结合强度是普通涂层的1.7倍左右。
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：
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占36份、ZrO2占52份、TiO2占1份、微量元素占0.23份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-ZrO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Mo、Ti、Sn、Cu制得纳米粉末。
实施例二：
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占38份、ZrO2占55份、TiO2占1份、微量元素占0.28份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
实施例三：
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占40份、ZrO2占60份、TiO2占1份、微量元素占0.54份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
实施例四：
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占45份、ZrO2占68份、TiO2占1份、微量元素占0.64份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
采用等离子喷涂技术在以20Co钢为基体的棍类工件上制得Fe-ZrO2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 Fe-ZrO2纳米涂层与20Co钢基体的性能对比实验结果：
实验组编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
1 0.473 76.6 453
2 0.456 79.4 632
3 0.563 84.8 732
4 0.632 83.2 473
平均值 0.531 81.0 573
对比组 0.838 46.8 385
采用等离子喷涂技术在以20Co钢为基体的棍类工件上制得Fe-ZrO2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 Fe-ZrO2纳米涂层与20Co钢基体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 76.6635 76.6562 0.0073
2 76.5353 76.5303 0.0050
3 76.7843 76.7797 0.0046
4 76.7432 76.7369 0.0063
对比组 76.6538 76.6347 0.0191
由表1和表2可见，Fe-ZrO2纳米涂层的综合性能优异，耐磨性好。
本发明适用于等离子喷涂，可用喷涂钢材有：2Cr13、4Cr13、9Cr18、4Cr5W2VSi、8Cr3等，还可喷涂一些对硬度要求比较高的工件或工具钢表面处理，以提高工件表面硬度和耐磨性。
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)

1.一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占36-45份、ZrO2占52-68份、TiO2占1份、微量元素占0.23-0.64份；
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。
2.一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-ZrO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Mo、Ti、Sn、Cu制得纳米粉末。
CN201510236329.2A 2015-05-09 2015-05-09 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法 Pending CN104831217A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510236329.2A CN104831217A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510236329.2A CN104831217A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104831217A true CN104831217A (zh) 2015-08-12

Family

ID=53809410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510236329.2A Pending CN104831217A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104831217A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104233161A (zh) * 2014-09-11 2014-12-24 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Ni60A-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN104264024A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Ni45-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN104451511A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Ni60B-ZrO2纳米涂层及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104233161A (zh) * 2014-09-11 2014-12-24 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Ni60A-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN104264024A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Ni45-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN104451511A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Ni60B-ZrO2纳米涂层及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104372336A (zh) 一种WC-TiO2-Mo涂层及其制备方法
CN104372337A (zh) 一种Ni-TiO2纳米涂层及其制备方法
CN104831125A (zh) 高强度Co-TiO2-Mo纳米涂层材料及其制备方法
CN104264096A (zh) 一种Ni60B-Al2O3纳米涂层及其制备方法
CN104831217A (zh) 一种硬质Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104831211A (zh) 一种耐磨Co3O4-SiC纳米涂层材料及其制备方法
CN104928534A (zh) Ni-Cr-B-Mo纳米材料及其制备方法
CN104846314A (zh) 一种Fe-ZrO2涂层材料及其制备方法
CN104846318A (zh) 一种Fe-SiC-TiO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104846309A (zh) 一种高强度Co3O4-SiC涂层材料及其制备方法
CN104862638A (zh) 一种Ni-Co-Mo-Mn涂层材料及其制备方法
CN104862637A (zh) Co-ZrO2-HfO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104878339A (zh) 一种Co-SiC-Fe纳米涂层材料及其制备方法
CN104947026A (zh) MnO2-Al2O3-Si纳米材料及其制备方法
CN104878338A (zh) 一种高硬度Fe-HfO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104831214A (zh) 一种硬质Fe-HfO2纳米涂层材料及其制备方法
CN106048490A (zh) 一种Ni60A‑TiO2‑Fe纳米涂层及其制备方法
CN104928612A (zh) 一种Co3O4-SiC纳米涂层材料及其制备方法
CN104878340A (zh) 一种Fe-HfO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104827045A (zh) 一种Fe-ZrO2纳米涂层材料及其制备方法
CN104451511A (zh) 一种Ni60B-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN104846316A (zh) 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料及其制备方法
CN104831168A (zh) 高强度Fe-SiC-TiO2涂层材料及其制备方法
CN104846312A (zh) 一种Cu-Co3O4-Al2O3材料及其制备方法
CN104831210A (zh) 一种Co-ZrO2-HfO2涂层材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150812