CN104846315A - 一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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程敬卿
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Abstract

本发明涉及一种硬质Fe-TiO2-Co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54-67份、TiO2占25-37份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.45-0.73份，所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-TiO2-Co的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Al、B、Si、Mo制得纳米粉末。本发明优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着较大的进步。在相同的条件下普通材料的磨损量是Fe-TiO2-Co涂层磨损量的2.4倍左右。

Description

一种硬质Fe-TiO2-Co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-TiO2-Co涂层材料及其制备方法。
背景技术
热喷涂，是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形成喷涂层的一种硬质金属表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。
热喷涂技术具有以下几方面突出优点：1、表面工程和多种复合材料的结合在材料设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形成具有特殊结构性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
基于此，因此热喷涂材料的研究是21世纪热喷涂发展的决定性因素，也是热喷涂技术发展的驱动。
传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差。新型热喷涂材料需要弥补这些缺陷，采用新工艺、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性，微观组织结构均匀，综合力学性能优良的材料成为人们迫切的需求。
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-TiO2-Co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-TiO2-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占54-67份、TiO2占25-37份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.45-0.73份，所述Al2O3作为添加剂加入，能提高材料耐磨性和硬度。
TiO2的粘附性好，涂层不易脱落，且TiO2的热稳定性好。
Co是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢综合力学性能优异，是常用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
B和Si在2000℃以上反应生成硼化硅；在1000～1400℃与C作用，高温下B还与许多金属和金属氧化物反应，形成金属硼化物。这些化合物通常是高硬度、耐熔、高电导率和化学惰性的物质，常具有特殊的性质。
Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到纳米涂层之中，可提高纳米涂层硬度。
一种硬质Fe-TiO2-Co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-TiO2-Co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C、Al、B、Si、Mo制得纳米粉末。
本发明的有益效果是：本发明的涂层的硬度达到HRC44，涂层厚度可达3毫米，涂层密度在7.42g/cm3。本发明制成的涂层强度高，耐磨，喷涂材料来源广泛，价格低廉，可用在常温下工作的机械零部件上，作滑动表面的硬面涂层及磨损部位的尺寸修复，适合多种钢材。
本发明优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着较大的进步。在相同的条件下普通材料的磨损量是Fe-TiO2-Co涂层磨损量的2.4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-TiO2-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占54份、TiO2占25份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.45份。
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
一种硬质Fe-TiO2-Co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-TiO2-Co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C、Al、B、Si、Mo制得纳米粉末。
实施例二：
一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占60份、TiO2占30份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.55份。
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料的制备方法，同实施例一。
实施例三：
一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占64份、TiO2占34份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.67份。
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料的制备方法，同实施例一。
实施例四：
一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占67份、TiO2占37份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.73份。
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
一种硬质Fe-TiO2-Co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-TiO2-Co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-TiO2-Co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 0.626 82.3 754
2 0.567 84.6 627
3 0.467 80.8 653
4 0.461 75.8 578
平均值 0.530 80.9 653
对比组 0.847 54.3 423
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-TiO2-Co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-TiO2-Co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 37.7456 37.7384 0.0072
2 37.5848 37.5774 0.0074
3 37.1567 37.1499 0.0068
4 37.4694 37.4619 0.0075
对比组 37.7854 37.7685 0.0169
由表1和表2可见，Fe-TiO2-Co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)

1.一种硬质Fe-TiO2-Co涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占54-67份、TiO2占25-37份、Co占8份、Al2O3占1份、微量元素占0.45-0.73份；
所述微量元素为C、Al、B、Si、Mo。
2.一种硬质Fe-TiO2-Co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-TiO2-Co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C、Al、B、Si、Mo制得纳米粉末。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5424134A (en) * 1991-05-30 1995-06-13 Castolin S.A. Wear-resistant layer on a component and process for the production thereof
CN102154609A (zh) * 2011-03-23 2011-08-17 北京矿冶研究总院 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法
CN103290402A (zh) * 2012-02-23 2013-09-11 财团法人工业技术研究院 提供防护性与导热性涂层的方法
CN104264093A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Fe-Gr-Ni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
US5424134A (en) * 1991-05-30 1995-06-13 Castolin S.A. Wear-resistant layer on a component and process for the production thereof
CN102154609A (zh) * 2011-03-23 2011-08-17 北京矿冶研究总院 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法
CN103290402A (zh) * 2012-02-23 2013-09-11 财团法人工业技术研究院 提供防护性与导热性涂层的方法
CN104264093A (zh) * 2014-09-11 2015-01-07 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种Fe-Gr-Ni纳米涂层及其制备方法

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