CN106086752A - 一种WC‑Co‑Si‑Ti纳米涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种WC‑Co‑Si‑Ti纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量份数为Ni60A占20‑45份、TiO2占45‑55份、Al2O3占0.5‑2份、微量元素占1‑2份；制备方法包括以下步骤：(1)采用干式粉碎法制得WC‑Co‑Si‑Ti的纳米球；(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的B、Cr、Mn和C制得混合粉末；(3)将步骤(2)中制得的纳米粉末利用等离子喷涂工艺在工件表面制备WC‑Co‑Si‑Ti纳米焊层。本发明制得的纳米材料形貌均匀、颗粒完整具有较好的组织结构和较好的宏观性能，硬度高、耐磨性好，抗高温氧化等性能优良，结合强度高、组织致密度较好。

Description

一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂材料技术领域，具体说是一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层及其制备方法。
背景技术
热喷涂是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目。它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。
随着喷涂技术的进步，设备愈加先进，质量越来越高，现有喷涂材料的发展相对滞后，不能充分发挥喷涂设备的使用潜力，在极端环境下需要喷涂质量更加优异的材料配方，在设备能够达到的使用标准下，采用新材料和更加科学合理的配比喷涂具有更加优异物理性能的涂层成为研究方向之一。
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WC-Co-Si-Ti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WC-Co-Si-Ti纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为WC占35-55份、Co占25-35份、Si占26-37份、Ti占20-35份、微量元素占0.5-1份。
所述微量元素为B、Cr、Mn和C，所述B、Cr、Mn和C的质量配比为1：0.5：0.8：1。
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用干式粉碎法制得WC-Co-Si-Ti的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的B、Cr、Mn和C制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的纳米粉末利用等离子喷涂工艺在工件表面制备WC-Co-Si-Ti纳米涂层。
本发明的有益效果是：本发明制得的纳米材料形貌均匀、颗粒完整具有较好的组织结构和较好的宏观性能，硬度高、耐磨性好，耐蚀、抗高温氧化等性能优良，结合强度高、组织致密度较好，涂层密度在7.60g/cm3左右，涂层厚度达4毫米，与传统合金材料相比有着很大的进步，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WC-Co-Si-Ti纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为WC占35份、Co占25份、Si占26份、Ti占20份、微量元素占0.5份。
所述微量元素为B、Cr、Mn和C，所述B、Cr、Mn和C的质量配比为1：0.5：0.8：1。
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用干式粉碎法制得WC-Co-Si-Ti的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的B、Cr、Mn和C制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的纳米粉末利用等离子喷涂工艺在工件表面制备WC-Co-Si-Ti纳米涂层。
实施例二：
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为WC占55份、Co占35份、Si占37份、Ti占35份、微量元素占1份。
所述微量元素为B、Cr、Mn和C，B、Cr、Mn和C的质量配比为1：0.5：0.8：1。
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
实施例三：
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为WC占40份、Co占30份、Si占30份、Ti占25份、微量元素占0.8份。
所述微量元素为B、Cr、Mn和C，B、Cr、Mn和C的质量配比为1：0.5：0.8：1。
一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
采用等离子喷涂技术在工件上制得WC-Co-Si-Ti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 WC-Co-Si-Ti纳米涂层与无涂层的基体性能对比实验结果：
实验组编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
1 0.387 78.9 1035
2 0.412 77.5 1026
3 0.435 76.1 1048
平均值 0.411 77.5 1036
对比组 0.578 62.6 850
采用等离子喷涂技术在工件上制得WC-Co-Si-Ti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 WC-Co-Si-Ti纳米涂层与无涂层的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 58.5647 58.5646 0.0021
2 58.8414 58.8380 0.0034
3 58.5487 58.5457 0.0030
对比组 58.6968 58.6904 0.0064
由表1和表2可见，WC-Co-Si-Ti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WC-Co-Si-Ti纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为WC占35-55份、Co占25-35份、Si占26-37份、Ti占20-35份、微量元素占0.5-1份；
所述微量元素为B、Cr、Mn和C，所述B、Cr、Mn和C的质量配比为1：0.5：0.8：1。
2.一种WC-Co-Si-Ti纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用干式粉碎法制得WC-Co-Si-Ti的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的B、Cr、Mn和C制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的纳米粉末利用等离子喷涂工艺在工件表面制备WC-Co-Si-Ti纳米涂层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109338285A (zh) * 2018-11-06 2019-02-15 四川理工学院 一种在钛合金表面形成Si-Co复合渗梯度涂层的方法

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