CN111074192A - Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 - Google Patents
Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111074192A CN111074192A CN201911257232.4A CN201911257232A CN111074192A CN 111074192 A CN111074192 A CN 111074192A CN 201911257232 A CN201911257232 A CN 201911257232A CN 111074192 A CN111074192 A CN 111074192A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nicr
- coating
- mos
- lubricating
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明涉及H13钢表面性能优化领域,公开了Ni包MoS2自润滑Cr3C2‑NiCr涂层的制备方法。该处理方法采用激光热喷涂技术在H13热作模具钢表面制备了Cr3C2‑NiCr+10%Ni/MoS2涂层,将Cr3C2硬质相和MOS2润滑相添加到NiCr涂层中,提高了涂层的显微硬度和自润滑性能,其摩擦与磨损性能随着温度的升高而得到了进一步的提高。本发明中解决了低熔点的MoS2在喷涂过程中氧化失效的难题,所制备的涂层具有优异的减摩降磨性能,广泛地应用于热作模具表面改性处理。
Description
技术领域
本发明涉及Ni包MoS2固体润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法,主要应用热作模具的表面改性处理,具有高温减摩降磨作用,属于先进材料领域。
背景技术
模具是制造业的核心装备,50%以上的机械零件是通过模具进行成形获得,在制造领域占有重要的地位。其中热作模具在高温环境中工作,对模具磨损性能提出更高的要求。在工作过程中,热作模具与所成形的零件频繁产生摩擦,80%以上模具是由表面磨损而引起的失效。涂层技术是解决高温磨损的有效措施之一,与镀硬铬、渗碳、渗氮和气相沉积相比,激光热喷涂具有低成本和高效率的优点,在热作模具表面处理上的应用越来越广泛。
NiCr涂层具有优异的抗高温氧化、磨损和腐蚀性能,是硬质润滑耐磨涂层的良好结合剂,耐磨相(Cr3C2、Cr2O3、WC和B4C等)和润滑相(MOS2、六方氮化硼hBN和Ag等)添加到NiCr涂层中,可以提高涂层硬度、改善摩擦磨损性能。其中Cr3C2在金属碳化物中抗高温氧化能力最强,且具有良好耐磨性能,对涂层起到抗磨保护作用。MoS2具有良好物理化学性能,可以作为一种固体润滑剂,有效地降低摩擦因数。添加MoS2是减摩最常用的方法,但由于其熔点较低,在喷涂过程容易因氧化而失效。为了解决上述的技术难题,本发明专利设计了一种Ni包MoS2制备Cr3C2-NiCr涂层制备方法,改善了热作模具的耐磨损和润滑性能。
发明内容
(1)本发明的基体为H13热作模具钢,喷涂材料为Cr3C2-NiCr合金粉末和Ni包MoS2的混和粉末,其中Cr3C2与NiCr质量分数为75%:25%,Cr3C2-NiCr与Ni包MoS2的质量分数为90%:10%,粒度为-140~+320目,采用球磨机混合时间为1h。
(2)采用激光热喷涂方法制备的涂层厚度约为1mm,喷涂参数:激光功率为1500W,光斑直径为5 mm,送粉速率为8g/min,氩气进给速度为15L/min,搭接率为75%。
(3)所制备的Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层具有优异的高温减摩降磨性能,其摩擦因数和磨损随着温度的升高而降低,适用于热作模具表面改性处理。
附图说明
图1 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2粉末形貌
图2 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2粉末物相
图3 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层表面形貌
图4 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层断面形貌
图5 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层物相
图6 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层断面显微硬度分布
图7 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层的摩擦因数
图8 Cr3C2–NiCr+10%Ni/MoS2涂层的磨损率
具体实施方式
(1)基体打磨、抛光和喷砂处理后,经乙醇清洗后待用。
(2)图1为Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2粉末形貌。粉末为大小不均的近似球状的颗粒,适合于激光热喷涂的粉末。
(3)图2为Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2粉末物相。粉末出现高强度的MoS2的特征峰,为润滑相。
(4)采用激光热喷涂方法制备的涂层厚度约为1mm,喷涂参数:激光功率为1500W,光斑直径为5 mm,送粉速率为8g/min,氩气进给速度为15L/min,搭接率为75%。
(5)图3为所制备的Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层表面形貌。涂层表主要由近似球状颗粒,块状颗粒以及未熔的MoS2颗粒组成。
(6)图4为所制备的Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层断面形貌。涂层为典型的层状结构,涂层与基体结合性能良好。
(7)图5为所制备的Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层物相。涂层主要由NiCr、CrxCy、CrxSy和MoC等物相组成,其中MoS2主要起润滑的作用。
(8)图6为所制备的涂层断面显微硬度分布。Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层显微硬度在1020HV左右,约为基体显微硬度的2.5倍,提高了热作模具表面显微硬度。
(9)图7为所制备的Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层摩擦因数随时间的变化关系。在25、400和700oC时分别为0.676、0.547和0.353,在高温时MoS2主要起着润滑相的作用,涂层具有良好的减摩性能。
(10)图8为所制备的Cr3C2-NiCr+10%Ni/MoS2涂层的磨损率。涂层磨损率随着温度增加而减少,涂层具有优异的高温自润滑降磨性能。
Claims (4)
1.Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法,其特征在于包含如下步骤:
1)对基材打磨、抛光和喷砂处理后,经乙醇清洗后备用;
2)将Cr3C2-NiCr粉和Ni包MoS2按质量分数9:1混合后,采用激光热喷涂方法,制备本发明专利的Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层。
2.如权利要求1所述的Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的基材为经淬火和高温回火后H13热作模具钢。
3.如权利要求1所述的Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中喷涂材料为Cr3C2-NiCr合金粉末和Ni包MoS2的混和粉末,其中Cr3C2与NiCr质量分数为75%:25%,Cr3C2-NiCr与Ni包MoS2的质量分数为90%:10%,粒度为-140~+320目,采用球磨机混合时间为1h。
4.如权利要求1所述的Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中采用的激光热喷涂参数:激光功率为1500W;光斑直径为5mm;送粉速率为8g/min;氩气进给速度为15L/min;搭接率为75%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911257232.4A CN111074192A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911257232.4A CN111074192A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111074192A true CN111074192A (zh) | 2020-04-28 |
Family
ID=70313810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911257232.4A Pending CN111074192A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111074192A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112323007A (zh) * | 2020-10-06 | 2021-02-05 | 湖北超卓航空科技股份有限公司 | 一种超音速火焰喷涂自润滑耐磨涂层工艺 |
CN114042911A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-15 | 河北京津冀再制造产业技术研究有限公司 | 一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用 |
CN115522156A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种宽温域镍铬-碳化铬基自润滑复合涂层及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103042207A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-17 | 苏州大学 | 一种用于提高钛合金表面高温耐磨减摩性能的材料及其应用 |
CN107338434A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-11-10 | 国营芜湖机械厂 | 激光熔覆原位自生高温自润滑耐磨复合涂层及其制备方法 |
CN109183027A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-11 | 江苏理工学院 | 一种固体自润滑耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法 |
CN110218962A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-10 | 西安交通大学 | 一种耐磨自润滑镍铬碳化铬金属陶瓷复合涂层及其制备方法 |
-
2019
- 2019-12-10 CN CN201911257232.4A patent/CN111074192A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103042207A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-17 | 苏州大学 | 一种用于提高钛合金表面高温耐磨减摩性能的材料及其应用 |
CN107338434A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-11-10 | 国营芜湖机械厂 | 激光熔覆原位自生高温自润滑耐磨复合涂层及其制备方法 |
CN109183027A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-11 | 江苏理工学院 | 一种固体自润滑耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法 |
CN110218962A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-10 | 西安交通大学 | 一种耐磨自润滑镍铬碳化铬金属陶瓷复合涂层及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈东等: ""等离子喷涂NiCr-Cr3C2基复合自润滑涂层的组织及摩擦学性能"", 《表面技术》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112323007A (zh) * | 2020-10-06 | 2021-02-05 | 湖北超卓航空科技股份有限公司 | 一种超音速火焰喷涂自润滑耐磨涂层工艺 |
CN114042911A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-15 | 河北京津冀再制造产业技术研究有限公司 | 一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用 |
CN114042911B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-11-24 | 河北京津冀再制造产业技术研究有限公司 | 一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用 |
CN115522156A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种宽温域镍铬-碳化铬基自润滑复合涂层及其制备方法 |
CN115522156B (zh) * | 2022-09-29 | 2024-05-14 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种宽温域镍铬-碳化铬基自润滑复合涂层及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103205667B (zh) | 一种活塞环用热喷涂复合涂层材料及其制备方法 | |
CN111074192A (zh) | Ni包MoS2自润滑Cr3C2-NiCr涂层的制备方法 | |
EP2135969B1 (en) | Surface-oxide abrasion-resistant lubricant coating and method for forming the same | |
CA2906892C (en) | Ternary ceramic thermal spraying powder and coating method | |
US5643531A (en) | Ferrous alloy composition and manufacture and coating methods of mechanical products using the same | |
KR101286842B1 (ko) | 반용융 또는 반응고 상태의 철계 합금의 주조 방법 및 주조용 금형 | |
CN107267909B (zh) | 一种等离子喷焊Ni基WC/TiC/LaAlO3耐磨涂层 | |
CN107475659B (zh) | 一种等离子喷涂制备碳化钨涂层的方法 | |
JP4656473B2 (ja) | 潤滑剤付着性および耐摩耗性に優れた温熱間加工用被覆工具 | |
CN104162676A (zh) | 一种压裂泵阀体、阀座真空熔覆表面强化方法 | |
CN104451514A (zh) | 一种SiC-Al2O3纳米涂层及其制备方法 | |
CN102618870A (zh) | 耐磨和耐腐蚀模具及在该模具基体工作表面形成防护涂层的制备工艺 | |
EP4019659A1 (en) | Coatings for brake discs, method for reducing wear and corrosion and associated brake disc | |
CN105463444A (zh) | 耐熔蚀抗磨损复合涂层的制备方法 | |
CN108950543A (zh) | 一种导热耐磨耐疲劳模具及其制造工艺 | |
CN102277018A (zh) | 一种高温自润滑耐磨粉末涂料 | |
CN103255413B (zh) | 铜及铜合金表面激光熔覆钴基自润滑涂层及制备工艺 | |
CN111549311A (zh) | 自润滑陶瓷复合粉末以及自润滑陶瓷复合涂层的制备方法 | |
CN103084572A (zh) | 具有耐磨涂层的成形冲压模具 | |
CN108330430B (zh) | 一种提高曲轴轴面等离子喷涂Mo涂层结合强度的方法 | |
CN110699627A (zh) | 一种耐腐蚀电弧喷涂粉芯丝材及涂层制备方法 | |
CN105369184A (zh) | 一种镍合金400um涂层的制备方法 | |
CN109898046A (zh) | 耐熔融金属腐蚀、磨损的轴套保护涂层的制备方法 | |
CN114262888A (zh) | 一种钢表面原位陶瓷减磨涂层及其制备方法 | |
CN101407741B (zh) | 一种具有自修复作用的超细矿石粉体润滑油添加剂 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200428 |