CN105063606A - 一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层，选用金属镍为金属基，采用氧化锆、五氧化二铌等难熔物作为陶瓷相制得的陶瓷涂层涂覆在基体金属表面上，基体金属中的合金元素会向界面处扩散，与涂层中的NiO等物质发生：NiO＋M→MO＋Ni等界面反应，还原沉淀的活性镍原子与基体金属M形成Ni－M金属键，从而提高了金属陶瓷涂层与基体金属的密着性，而稀土纳米二氧化铈由于活性高能加强其对吸附分子间的原子轨道交互作用，对这些反应起到了促进作用，能较快地建立密着，添加的硼粉与镍粉结合可增强涂层的渗透性，本发明制备工艺简单，所制备的涂层硬度较高、耐磨损、脆性低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及金属陶瓷涂层材料技术领域，具体涉及一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层及其制作方法。
背景技术
近年来陶瓷涂层材料是受到广泛关注的陶瓷材料，传统的陶瓷材料具有较大的脆性，不利于陶瓷材料的进一步加工，也导致陶瓷材料在诸多领域的性能略显不足。金属陶瓷涂层是一种既有金属良好的强韧性，又有陶瓷的耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点的复合涂层。因此，金属陶瓷涂层在航空、航天等许多领域中获得重要的应用，诸如承受高速、高温燃气冲刷等复杂、恶劣工况条件的火箭发动机部件，通过涂覆金属陶瓷涂层可获得有效防护。现有技术中制备的金属陶瓷涂层在实际应用中存在功能单一成本高、韧性小、强度低、适涂性差等诸多缺陷，限制了金属陶瓷涂层的使用范围和应用领域，不利于企业节能绿色发展的目标的实现。
发明内容
本发明的目的就是提供一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化铈14-20、镍粉32-38、磷酸氢二铵8-10、硼粉14-18、氧化锆12-15、五氧化二铌15-19、二甲基硅油4-7、海泡石纤维3-5、亚磷酸二正丁酯3-6、蜂蜜7-9。
所述的一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化铈于670-785℃高温处理30-50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入磷酸氢二铵超声波震荡20-40分钟，加入亚磷酸二正丁酯搅拌混匀，常温下搅拌5-8h，烘干至恒重；
（2）将五氧化二铌加入到球磨机中，喷入雾状的二甲基硅油拌匀，加入蜂蜜，在常温下，进行球磨、混合、打散，制得改性五氧化二铌；
（3）将改性五氧化二铌、氧化锆经1530-1640℃高温煅烧2-4小时，冷却加入海泡石纤维研磨至200-300目；
（4）将步骤（1）、（3）反应物料搅拌混匀，加入镍粉、硼粉于1100-1200℃高温煅烧3-6小时，冷却至室温，放入球磨机中研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，涂覆在干燥后的样品表面上，自然干燥24h，然后120℃干燥12h，最后1050℃烧制5min即可。
本发明有以下有益效果：本发明选用金属镍为金属基，采用氧化锆、五氧化二铌等难熔物作为陶瓷相制得的陶瓷涂层涂覆在基体金属表面上，基体金属中的合金元素会向界面处扩散，与涂层中的NiO等物质发生：NiO＋M→MO＋Ni等界面反应，还原沉淀的活性镍原子与基体金属M形成Ni－M金属键，从而提高了金属陶瓷涂层与基体金属的密着性，而稀土纳米二氧化铈由于活性高能加强其对吸附分子间的原子轨道交互作用，对这些反应起到了促进作用，能较快地建立密着，添加的硼粉与镍粉结合可增强涂层的渗透性，本发明制备工艺简单，所制备的涂层硬度较高、耐磨损、脆性低等特点。
具体实施方式
所述的一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化铈18、镍粉36、磷酸氢二铵9、硼粉16、氧化锆14、五氧化二铌17、二甲基硅油5、海泡石纤维4、亚磷酸二正丁酯3、蜂蜜9。
制作方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化铈于670-785℃高温处理30-50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入磷酸氢二铵超声波震荡20-40分钟，加入亚磷酸二正丁酯搅拌混匀，常温下搅拌5-8h，烘干至恒重；
（2）将五氧化二铌加入到球磨机中，喷入雾状的二甲基硅油拌匀，加入蜂蜜，在常温下，进行球磨、混合、打散，制得改性五氧化二铌；
（3）将改性五氧化二铌、氧化锆经1530-1640℃高温煅烧2-4小时，冷却加入海泡石纤维研磨至200-300目；
（4）将步骤（1）、（3）反应物料搅拌混匀，加入镍粉、硼粉于1100-1200℃高温煅烧3-6小时，冷却至室温，放入球磨机中研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，涂覆在干燥后的样品表面上，自然干燥24h，然后120℃干燥12h，最后1050℃烧制5min即可。
使用本发明生产的金属镍陶瓷涂层的技术参数指标如下：
（1）涂覆性能佳、附着性好，涂层与基体金属之间的结合力强不易脱落；
（2）抗冷热循环（室温-900℃）能力良好；
（3）软化起始温度提高了17.7℃；
（4）本发明的耐磨性提高了1.9倍。
Claims (2)
1.一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化铈14-20、镍粉32-38、磷酸氢二铵8-10、硼粉14-18、氧化锆12-15、五氧化二铌15-19、二甲基硅油4-7、海泡石纤维3-5、亚磷酸二正丁酯3-6、蜂蜜7-9。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化铈于670-785℃高温处理30-50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入磷酸氢二铵超声波震荡20-40分钟，加入亚磷酸二正丁酯搅拌混匀，常温下搅拌5-8h，烘干至恒重；
（2）将五氧化二铌加入到球磨机中，喷入雾状的二甲基硅油拌匀，加入蜂蜜，在常温下，进行球磨、混合、打散，制得改性五氧化二铌；
（3）将改性五氧化二铌、氧化锆经1530-1640℃高温煅烧2-4小时，冷却加入海泡石纤维研磨至200-300目；
（4）将步骤（1）、（3）反应物料搅拌混匀，加入镍粉、硼粉于1100-1200℃高温煅烧3-6小时，冷却至室温，放入球磨机中研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，涂覆在干燥后的样品表面上，自然干燥24h，然后120℃干燥12h，最后1050℃烧制5min即可。
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| CN201510453052.9A CN105063606A (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层及其制作方法 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN105063606A true CN105063606A (zh) | 2015-11-18 |
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| CN201510453052.9A Pending CN105063606A (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种耐磨损脆性低的金属镍陶瓷涂层及其制作方法 |
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2015
- 2015-07-29 CN CN201510453052.9A patent/CN105063606A/zh active Pending
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