專利名稱：一種高溫耐磨鋼材件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于金屬材料，具體地說是一種高溫耐磨鋼材件。
背景技術(shù)：
為了增強(qiáng)鋼材工件的耐磨性能，人們在金屬材料的表面增加涂層。氧化鋯具有高 韌性、高抗彎強(qiáng)度、高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于感應(yīng)加熱管、耐火材料、發(fā)熱元件。氧 化鋯做為金屬材料表面的熱障涂層已使用了多年，已有技術(shù)氧化鋯一金屬梯度復(fù)合涂層的 成分沿涂層厚度方向呈梯度分布。從基體到涂層表面，涂層組織逐漸由MCrAlY基的復(fù)合 結(jié)構(gòu)向以&02基的復(fù)合結(jié)構(gòu)過渡，形成一種無宏觀界面連續(xù)變化的組織結(jié)構(gòu)，涂層密度隨 ZrO2組元的升高呈線性降低。與雙層涂層相比，成分梯度能夠緩和涂層在形成和使用過程 中的熱應(yīng)力，使涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度和抗熱震性能得到顯著提高。梯度涂層具有良好的 性能，是航空發(fā)動機(jī)等的有效熱保護(hù)材料?，F(xiàn)有技術(shù)氧化鋯涂層的在高溫條件下工作耐磨損性能不理想，影響了鋼材構(gòu)件的 壽命。因此發(fā)明一種高溫條件下耐磨損性能優(yōu)良的鋼材件是十分重要的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種使用壽命長，高溫條件下耐磨性能優(yōu)良的高溫耐 磨鋼材件。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種高溫耐磨鋼材件，鋼材基體的表面帶有附#過渡層和Ni3P-納米&02潤滑層， 鋼材基體表面連接Ni3P過渡層，Ni3P過渡層與Ni3P-納米&02潤滑層連接。所述Ni3P過渡層的厚度為0. 0035-0. 0055mm。所述Ni3P-納米潤滑層(3)的厚度為0. 25mm-0. 45mm。Ni3P-納米潤滑層可以提高鋼材在高溫磨損工作條件下的壽命，這種高溫耐 磨鋼材件潤滑性能好，耐磨損，工作壽命長。M3P過渡層能使M3P-納米&02潤滑層與高溫 條件下鋼材基體的結(jié)合力大大提高。在500°c下與不同配對材料進(jìn)行摩擦磨損試驗時，復(fù)合 鍍層摩擦系數(shù)f < 0. 035，磨損率變化范圍約為(2-4) X 10_15m7N. m ；復(fù)合鍍層與鋼材基體 結(jié)合力高，可達(dá)到58MPa，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、高溫耐磨金屬件在高溫條件下工作，耐磨性能好，延長設(shè)備壽命。2、制備工藝簡單，材料成本低。

圖1為高溫耐磨金屬件結(jié)構(gòu)圖。1為金屬基體；2為Ni3P過渡層；3為Ni3P-納米&02潤滑層。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
對本實用新型做進(jìn)一步說明。20CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼為基體，先進(jìn)行清洗、水浴脫脂、表面活化。表面預(yù)處理后，用化 學(xué)鍍在基體表面預(yù)鍍上M3P過渡層，再使用電刷鍍工藝，制得M3P-納米&02潤滑層。高溫耐磨金屬件的制備方法是用160W超聲波清洗基材IOmin — 75°C水浴加熱 脫脂3min —熱水清洗20s —冷水清洗IOs —活化50s —冷水清洗IOs — 80°C水浴化學(xué)預(yù) 鍍Ni 3min —冷水清洗IOs —無水乙醇清洗一烘干一電刷鍍Ni-P納米&02 2 5min —熱水 清洗30s — 450°C熱處理Ih。制得的高溫耐磨鋼材件，結(jié)構(gòu)如圖1所示，鋼材基體表面帶有M3P過渡層2和 Ni3P-納米潤滑層3，鋼材基體1表面連接Ni3P過渡層2，Ni3P過渡層與Ni3P-納米&02 潤滑層3連接。本實用新型材料在50(TC下與不同配對材料進(jìn)行摩擦磨損試驗時，該耐磨高溫合 金表面的摩擦系數(shù)f < 0. 035，磨損率變化范圍約為(2-4) X 10_15m3/N. m ；復(fù)合鍍層與基體 結(jié)合力為58MPa。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、改進(jìn) 等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種高溫耐磨鋼材件，包括鋼材基體(1)，其特征在于鋼材基體(1)的表面帶有Ni3P過渡層(2)和Ni3P 納米ZrO2潤滑層(3)，鋼材基體(1)表面連接Ni3P過渡層(2)，Ni3P過渡層(2)與Ni3P 納米ZrO2潤滑層(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫耐磨鋼材件，其特征在于所述M3P過渡層的(2)厚度為 0.0035-0. 0055mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫耐磨鋼材件，其特征在于所述Ni3P-納米&02潤滑層(3) 的厚度為 0. 25mm-0. 45mm。
專利摘要本實用新型屬于金屬材料，一種高溫耐磨鋼材件。現(xiàn)有技術(shù)氧化鋯涂層鋼材件在高溫條件下工作耐磨損性能不理想，影響了鋼材構(gòu)件的壽命。本實用新型高溫耐磨鋼材件，鋼材基體(1)的表面帶有Ni3P過渡層(2)和Ni3P-納米ZrO2潤滑層(3)，鋼材基體(1)表面連接Ni3P過渡層(2)，Ni3P過渡層(2)與Ni3P-納米ZrO2潤滑層(3)連接。Ni3P過渡層的(2)厚度為0.0035-0.0055mm。Ni3P-納米ZrO2潤滑層(3)的厚度為0.25mm-0.45mm。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是高溫耐磨金屬件在高溫條件下工作，耐磨性能好，延長設(shè)備壽命；制備工藝簡單，材料成本低。
文檔編號B32B9/04GK201702987SQ20102018017
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者衛(wèi)燕瑛, 朱俊炯, 錢士強(qiáng), 龔方奇 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)