CN104862636A - 一种Fe-Al2O3-Mo材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Fe-Al2O3-Mo材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Fe占73-81份、Al2O3占16-28份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.33-0.68份，所述微量元素为C、B、Cr、Co，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-Al2O3-Mo的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、B、Cr、Co制得纳米粉末。本发明制成的Fe-Al2O3-Mo纳米涂层的硬度可达HRC45，密度可达7.31g/cm3,喷涂厚度可达3毫米，致密度良好为0.52，本发明综合性能优于传统涂层材料。

Description

一种Fe-Al2O3-Mo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Fe-Al2O3-Mo材料及其制备方法。
背景技术
随着中国热喷涂技术的发展与提高，对喷涂层质量要求也愈来愈高。近年来美国等国家发展起来的高速燃气(HVOF)法是制备高质量涂层的一种新的工艺方法。由于超音速火焰喷涂方法具有很多优点，目前国内已先后从国外引进近十几台设备，在各工业部门发挥着重要作用。
热喷涂技术发展迅速，然而，传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差的问题却始终存在，严重阻碍了热喷涂技术的普及，落后于现代生产设备的发展步伐。
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Fe-Al2O3-Mo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Fe-Al2O3-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占73-81份、Al2O3占16-28份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.33-0.68份，所述TiO2作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。
Al2O3也称刚玉，主要有3种晶型，即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3。在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。α-Al2O3形属于六方最密堆积，熔点，硬度高，不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好，用作涂层材料能有效增强涂层耐磨性、硬度以及耐腐蚀性。
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。
所述微量元素为C、B、Cr、Co。Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。
一种Fe-Al2O3-Mo材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-Al2O3-Mo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、B、Cr、Co制得纳米粉末。
本发明的有益效果是：
本发明制成的Fe-Al2O3-Mo纳米涂层的硬度可达HRC45，密度可达7.31g/cm3,涂层厚度可达3毫米，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，普通材料的磨损量是Fe-SiC-Mo涂层的2.5倍左右。
本发明强度好，耐磨，来源广泛，价格低廉，一般用于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。
本发明适合多种钢材，适合一些材料表面需要硬化，但价格低廉，节省成本，又达到硬化材料目的的使用条件。
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Fe-Al2O3-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占73份、Al2O3占16份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.33份，所述TiO2作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。
所述微量元素为C、B、Cr、Co。
一种Fe-Al2O3-Mo材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-Al2O3-Mo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、B、Cr、Co制得纳米粉末。
实施例二
一种Fe-Al2O3-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占77份、Al2O3占19份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.42份。
所述微量元素为C、B、Cr、Co。
一种Fe-Al2O3-Mo材料的制备方法，同实施例一。
实施例三
一种Fe-Al2O3-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占75份、Al2O3占24份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.57份。
所述微量元素为C、B、Cr、Co。
一种Fe-Al2O3-Mo材料的制备方法，同实施例一。
实施例四
一种Fe-Al2O3-Mo材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占81份、Al2O3占28份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.68份。
所述微量元素为C、B、Cr、Co。
一种Fe-Al2O3-Mo材料的制备方法，同实施例一。
采用超音速喷涂技术在以20Co钢为基体的棍类工件上制得Fe-Al2O3-Mo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-Al2O3-Mo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 0.563 83.5 743
2 0.578 83.3 648
3 0.468 87.2 572
4 0.486 75.1 562
平均值 0.524 82.3 631
对比组 0.873 58.9 421
采用超音速喷涂技术在以20Co钢为基体的棍类工件上制得Fe-Al2O3-Mo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-Al2O3-Mo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 75.5642 75.5578 0.0064
2 75.1748 75.1677 0.0071
3 75.6548 75.6476 0.0072
4 75.1892 75.1824 0.0068
对比组 75.0652 75.0459 0.0163
由表1和表2可见，Fe-Al2O3-Mo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Fe-Al2O3-Mo材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占73-81份、Al2O3占16-28份、Mo占7份、TiO2占1份、微量元素占0.33-0.68份；
所述微量元素为C、B、Cr、Co。
2.一种Fe-Al2O3-Mo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-Al2O3-Mo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、B、Cr、Co制得纳米粉末。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030180565A1 (en) * 2000-09-21 2003-09-25 Christian Herbst-Dederichs Thermally applied coating for piston rings, consisting of mechanically alloyed powders
CN101113487A (zh) * 2007-09-04 2008-01-30 广州市锐优表面科技有限公司 一种退火炉炉辊表面强化涂层及其制备方法
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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