一種Ni基自潤滑涂層的制備方法
【專利摘要】目前制作涂層的方法有許多種，像噴涂，激光熔覆，普通真空熔覆等，但是噴涂涂層的涂層厚度太薄且結(jié)合性不是很好或殘余應(yīng)力太大，而熔覆法不是工藝復(fù)雜就是設(shè)備昂貴。所以現(xiàn)在急需一種成型性較好、工藝簡單、設(shè)備通用性好、表面強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小的涂層制備方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種Ni基自潤滑涂層的制備方法，采用真空液壓燒結(jié)爐將Ni基自溶粉末、硬質(zhì)相粉末、潤滑添加劑混合粉末燒結(jié)到基體金屬表面。其具有成型性較好、工藝簡單、設(shè)備通用性好、制備件表面強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
【專利說明】一種Ni基自潤滑涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂層的制備層方法，特別是一種Ni基自潤滑涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中對設(shè)備零部件表面性能的要求越來越高，設(shè)備在高速、高溫、高壓、腐蝕、重載的條件下工作，零部件材料的破壞一般都從表面開始，如磨損破壞、腐蝕破壞、高溫氧化破壞等，零件失效造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此我們研究通過表面涂覆耐磨、耐腐蝕、自潤滑涂層改善設(shè)備零部件的表面物理性能來提高其使用性能。
[0003]目前制 作涂層的方法有許多種，像噴涂，激光熔覆，普通真空熔覆等，但是噴涂涂層的涂層厚度太薄且結(jié)合性不是很好或殘余應(yīng)力太大，而熔覆法不是工藝復(fù)雜就是設(shè)備昂貴。所以現(xiàn)在急需一種成型性較好、工藝簡單、設(shè)備通用性好、表面強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小的涂層制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種Ni基自潤滑涂層的制備方法，其具有成型性較好、工藝簡單、設(shè)備通用性好、表面強(qiáng)度高、自潤滑的特點(diǎn)。
[0005]一種Ni基自潤滑涂層的制備方法，采用真空液壓燒結(jié)爐熔燒法制備，粉體包括Ni基自溶粉末和硬質(zhì)相粉末，且兩種組分的重量百分比為=Ni基自溶粉末70% -75%;硬質(zhì)相粉末 25% -30%。
[0006]鎳基自熔性合金粉末可分為N1-B-Si和N1-Cr-B-Si兩個系列:一種是N1-B-Si合金，熔覆層的組織由N1-Si固溶體(Y相)和彌散分布的各種硼化物(Y’相)以及Y — Y’共晶相組成。該合金硬度較低，韌性好，抗高溫、耐磨、耐腐蝕性能好，易于機(jī)械加工。另一種是N1-Cr-B-Si自熔性合金，其熔覆層的金相組織較復(fù)雜。由鎳一鉻固溶體、鎳的硼化物、鉻的硼化物等Y’相和鉻的碳化物、硼的碳化物、鎢的碳化物等硬質(zhì)相組成。這類合金在500°C時仍有較高的硬度，耐磨、耐蝕性能好，是常用的粉末材料。
[0007]硬質(zhì)相粉末主要是指像TiC、WC、Τ?Β2等硬質(zhì)粉末材料。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括以下步驟:
將Ni基自溶性粉末、硬質(zhì)相粉末、Y203、潤滑添加劑、分散劑按重量比混合并放在球磨機(jī)中以球料比為10:1球磨3個小時，計算出混合后粉末的密度，將要涂覆涂層的金屬放到石墨模具中，要求石墨模具壁與金屬樣外周緊密接觸，將混好的粉末加上適量的酒精使其呈泥狀，將其涂抹到金屬樣的表面，根據(jù)需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨壓桿，裝料完成后，放到干燥箱150°C干燥10h，再將其放入到真空液壓燒結(jié)爐中加壓焙燒。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明提供的一種石墨模具。其中圖中1-墊片、2-外模具、3-套筒、4-石墨壓桿。
[0010]圖2為本發(fā)明實施方式制備的45鋼表面Ni60_TiC涂層的截面形貌。
[0011]圖3為本發(fā)明實施方式制備的45鋼表面Ni60-TiC涂層的截面掃描電子顯微鏡圖。
【具體實施方式】
[0012]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]實施例1
將Ni60自溶性粉末與TiC硬質(zhì)相粉末以3:1的比例混合，在球磨機(jī)中以球料比10:1球磨3小時，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y203、10g的MoS2，再在球磨機(jī)中球磨3小時，將要涂覆涂層的金屬放到石墨模具中，要求石墨模具壁與金屬樣外周緊密接觸，將混好的粉末加上適量的酒精使其呈泥狀，將其涂抹到金屬樣的表面，根據(jù)需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨壓桿，裝料完成后放到干燥箱150°C干燥10h，再將其放入到真空液壓燒結(jié)爐中，其中工藝路線是:0-400°C升溫速度為3°C /min，在400°C時保溫 30min，400-800°C升溫速度為 5°C /min，在 800°C時保溫 30min，800_1120°C升溫速度為4°C /min，在1120°C時保溫90min，在整個燒結(jié)過程中，對粉末加的壓力為20MPa，加熱完成后撤掉壓力，隨爐冷卻后取出燒結(jié)樣。
[0014]實施例2
將Ni60自溶性粉末與WC硬質(zhì)相粉末以3:1的比例混合，在球磨機(jī)中以球料比10:1球磨3小時，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y203、12g的CaF2，再在球磨機(jī)中球磨3小時，以后工序與實施例1相同。
[0015]實施例1制備的涂層在低溫時自潤滑效果優(yōu)于實施例2，當(dāng)溫度超過250°C時，實施例2制備的涂層自潤滑效果比實施例1好。
【權(quán)利要求】
1.一種Ni基自潤滑涂層的制備方法，是將Ni基自溶粉末和硬質(zhì)相粉末，且兩種組分的重量百分比為:Ni基自溶粉末70% -75%;硬質(zhì)相粉末25% -30%，在球磨機(jī)中以球料比10:1球磨3小時，取混合好的粉末100g，向其中加入0.5g的Y203，一定量的潤滑添加劑，再在球磨機(jī)中球磨3小時，將要涂覆涂層的金屬放到石墨模具中，要求石墨模具壁與金屬樣外周緊密接觸，將混好的粉末加上適量的酒精使其呈泥狀，將其涂抹到金屬樣的表面，根據(jù)需要添加不同厚度的已配好的混合粉末泥，再加上相配合的石墨壓桿，裝料完成后放到干燥箱150°C干燥10h，再將其放入到真空液壓燒結(jié)爐中，其中工藝路線是:0-400°C升溫速度為 3°C /min,在 400°C 時保溫 30min，400_800°C升溫速度為 5°C /min,在 800°C 時保溫 30min，800-1120°C升溫速度為4°C /min，在1120°C時保溫90min，在整個燒結(jié)過程中，對粉末的加壓為20MPa，加熱完成后撤掉壓力，隨爐冷卻后取出燒結(jié)樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Ni基自潤滑涂層的制備方法，其中一定量的潤滑添加劑可以是1g的MoS2或12g的CaF2。
【文檔編號】B22F1/00GK104028766SQ201410156329
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】顧杰, 楊學(xué)鋒, 馬濤, 韓飛飛, 蔡喜光 申請人:濟(jì)南大學(xué)