CN109023016A - 一种超耐磨涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种超耐磨涂层材料，包括60‑80重量份的Ni‑Cr‑Fe基合金，20‑40重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Alx颗粒，x为0.1‑0.5；所述Ni‑Cr‑Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 20‑30％，Cr 15‑25％，Co 10‑20％，Ti 8‑12％，W 4‑6％，Sn 4‑6％，余量为Fe。本发明还提供了上述超耐磨涂层材料的制备方法。该超耐磨涂层材料制备工艺简单、具有较高的强度和韧性，耐磨性好，具有一定的抗氧化和耐腐蚀性能。

Description

一种超耐磨涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种高耐磨涂层材料及其制备方法。
背景技术
暴露在大气环境中的物体会遭受多种腐蚀因素的侵蚀，涂层材料是价廉而有效的防护手段，但随着现代科学技术的发展，军舰港口、海工设备、油气管道、风电叶片等装备长时间在苛刻条件下工作，例如海洋环境的高强日光暴晒、游离氯离子、潮湿大气、昼夜大温差，沙漠、戈壁滩等风电场的风沙、碎石、沙尘暴等，亟需高耐候、高耐蚀、高耐磨等综合性能优异的功能涂层来保障这些设备的长期正常运转。
目前，耐磨材料主要包括金属耐磨材料和非金属耐磨材料，金属耐磨材料具有一定韧性，然而在抗氧化、耐腐蚀方面不足；非金属耐磨材料韧性差，然而可抗氧化、耐腐蚀。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种超耐磨涂层材料及其制备方法。
技术方案：本发明提供的一种超耐磨涂层材料，包括60-80重量份的Ni-Cr-Fe基合金，20-40重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Alx颗粒，x为0.1-0.5；所述Ni-Cr-Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 20-30％，Cr 15-25％，Co 10-20％，Ti 8-12％，W 4-6％，Sn 4-6％，余量为Fe。
本发明还提供了上述超耐磨涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)SiB0.5C1.5N0.5Alx的制备：采用立方硅粉、六方氮化硼粉、石墨粉、金属铝粉为原料，置于行星球磨机内球磨，得混合物；将混合物置于烧结装置内烧结，即得；
(2)超耐磨涂层材料的制备：将氧化镍、氧化铬、氧化钴、氧化钛、氧化钨、氧化锡和氧化铁置于行星球磨机内球磨8-12h，再加入SiB0.5C1.5N0.5Alx继续球磨8-12h，即得。
步骤(1)中，球磨机转速为300-400r/min，行星盘转速为300-400r/min，球磨时间为4-6h。
步骤(1)中，烧结温度为1800-1900℃，烧结8-12h，烧结气氛为氮气，气压为40-50Mpa。
步骤(2)中球磨机转速为300-400r/min，行星盘转速为300-400r/min。
有益效果：本发明提供的超耐磨涂层材料制备工艺简单、具有较高的强度和韧性，耐磨性好，具有一定的抗氧化和耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面对本发明作出进一步说明。
实施例1
超耐磨涂层材料，包括70重量份的Ni-Cr-Fe基合金，30重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Al0.3颗粒；所述Ni-Cr-Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 25％，Cr20％，Co 15％，Ti 10％，W 5％，Sn 5％，余量为Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)SiB0.5C1.5N0.5Alx的制备：按各元素配比，采用立方硅粉、六方氮化硼粉、石墨粉、金属铝粉为原料，置于行星球磨机内球磨，得混合物；将混合物置于烧结装置内烧结，即得；球磨机转速为350r/min，行星盘转速为350r/min，球磨时间为5h；烧结温度为1850℃，烧结10h，烧结气氛为氮气，气压为45Mpa。
(2)超耐磨涂层材料的制备：将氧化镍、氧化铬、氧化钴、氧化钛、氧化钨、氧化锡和氧化铁置于行星球磨机内球磨10h，再加入SiB0.5C1.5N0.5Alx继续球磨10h，即得；球磨机转速为350r/min，行星盘转速为350r/min。
在基体表面熔覆一层超耐磨涂层材料，测定其硬度大于1400HV0.2。
实施例2
超耐磨涂层材料，包括60重量份的Ni-Cr-Fe基合金，40重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Al0.1颗粒；所述Ni-Cr-Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 20％，Cr25％，Co 10％，Ti 12％，W 4％，Sn 6％，余量为Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)SiB0.5C1.5N0.5Alx的制备：按各元素配比，采用立方硅粉、六方氮化硼粉、石墨粉、金属铝粉为原料，置于行星球磨机内球磨，得混合物；将混合物置于烧结装置内烧结，即得；球磨机转速为300r/min，行星盘转速为300r/min，球磨时间为6h；烧结温度为1900℃，烧结8h，烧结气氛为氮气，气压为40Mpa。
(2)超耐磨涂层材料的制备：将氧化镍、氧化铬、氧化钴、氧化钛、氧化钨、氧化锡和氧化铁置于行星球磨机内球磨8h，再加入SiB0.5C1.5N0.5Alx继续球磨8h，即得；球磨机转速为400r/min，行星盘转速为400r/min。
在基体表面熔覆一层超耐磨涂层材料，测定其硬度大于1200HV0.2。
实施例3
超耐磨涂层材料，包括60-80重量份的Ni-Cr-Fe基合金，20-40重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Al0.5颗粒；所述Ni-Cr-Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 30％，Cr15％，Co 20％，Ti 8％，W 6％，Sn 4％，余量为Fe。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)SiB0.5C1.5N0.5Alx的制备：按各元素配比，采用立方硅粉、六方氮化硼粉、石墨粉、金属铝粉为原料，置于行星球磨机内球磨，得混合物；将混合物置于烧结装置内烧结，即得；球磨机转速为400r/min，行星盘转速为400r/min，球磨时间为4h；烧结温度为1800℃，烧结12h，烧结气氛为氮气，气压为50Mpa。
(2)超耐磨涂层材料的制备：将氧化镍、氧化铬、氧化钴、氧化钛、氧化钨、氧化锡和氧化铁置于行星球磨机内球磨12h，再加入SiB0.5C1.5N0.5Alx继续球磨12h，即得；球磨机转速为300r/min，行星盘转速为300r/min。
在基体表面熔覆一层超耐磨涂层材料，测定其硬度大于1200HV0.2。

Claims (5)

1.一种超耐磨涂层材料，其特征在于：包括60-80重量份的Ni-Cr-Fe基合金，20-40重量份的Si2B0.5C1.5N0.5Alx颗粒，x为0.1-0.5；所述Ni-Cr-Fe基合金包括以下重量百分比的组份：Ni 20-30％，Cr 15-25％，Co 10-20％，Ti 8-12％，W 4-6％，Sn 4-6％，余量为Fe。
2.权利要求1所述的超耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)SiB0.5C1.5N0.5Alx的制备：采用立方硅粉、六方氮化硼粉、石墨粉、金属铝粉为原料，置于行星球磨机内球磨，得混合物；将混合物置于烧结装置内烧结，即得；
(2)超耐磨涂层材料的制备：将氧化镍、氧化铬、氧化钴、氧化钛、氧化钨、氧化锡和氧化铁置于行星球磨机内球磨8-12h，再加入SiB0.5C1.5N0.5Alx继续球磨8-12h，即得。
3.根据权利要求1所述的超耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，球磨机转速为300-400r/min，行星盘转速为300-400r/min，球磨时间为4-6h。
4.根据权利要求1所述的超耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，烧结温度为1800-1900℃，烧结8-12h，烧结气氛为氮气，气压为40-50Mpa。
5.根据权利要求1所述的超耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中球磨机转速为300-400r/min，行星盘转速为300-400r/min。
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