納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CBN-Al2O3納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占77％-86％、Al2O3占12.44％-21.44％、微量元素占1.56％；所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo；其制備方法包括以下步驟：先采用化學(xué)氣象沉積法制得CBN和Al2O3的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝制備CBN-Al2O3涂層。本發(fā)明改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使涂層硬度提高了50％，彈性模量提高了8.5％-14.4％，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能有顯著的作用。
【專利說明】-種cbn-ai2o3納米涂層及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種cbn-ai203納米涂層及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是一種用專用設(shè)備把某種固體材料熔化并加速噴射到機(jī)件表面上，形成 特制薄層，以提高機(jī)件耐蝕、耐磨、耐高溫等性能的新興材料表面科學(xué)技術(shù)。在傳統(tǒng)工藝 中，修復(fù)工件大多采用噴焊、堆焊、電鍍硬鉻等工藝，被修復(fù)的工件涂層存在結(jié)合力低、孔隙 率高、均勻性差等問題，此外，對(duì)于較小的制品，噴涂效率低，成本高。在利用熱噴涂技術(shù) 修復(fù)工件時(shí)，除了噴涂工藝，最重要的就是涂層材料，普通材料耐磨性不高，粘附效果一般， 對(duì)工件的修復(fù)效果有限，為了適應(yīng)熱噴涂的發(fā)展需要，人們需要一種綜合性能優(yōu)良的噴涂 材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種CBN-A1203納米涂層及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種CBN-A1A納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占77% -86%、 A1203占12. 44% -21. 44%、Ti02占3. 8% -4. 8%、微量元素占1. 56% ;所述微量元素包括 Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0006] 立方氮化硼（CBN)是僅次于金剛石的第二硬材料，具有良好的物理、化學(xué)性能，彈 性模量與金剛石接近，熱穩(wěn)定性比金剛石高。
[0007] A1203具有較高的強(qiáng)度和韌性，可提高50%。
[0008] 所述微量元素可提高涂層的結(jié)合度和抓附力。
[0009] 一種cbn-ai2o3納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用化學(xué)氣象沉積法制得 CBN和A1203的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末。
[0010] 所述納米粉末采用等離子噴涂工藝可在12CrNi3A模具鋼基體上制備CBN-A120 3涂 層。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使涂層硬度 提高了 50%，彈性模量提高了 8. 5% -14. 4%，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時(shí)也 對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能有顯著的作用；所述CBN-A1203納米涂層耐磨性好、摩擦系數(shù) 小，適合多種鋼材比如：2Crl3、4Crl3、9Crl8、4Cr5W2VSi、8Cr3等，還可噴涂一些對(duì)硬度要 求比較高的工件或工具鋼，以提高工件表面硬度和耐磨性。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0013] 實(shí)施例一：
[0014] 一種CBN-A1203納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占 CBN占77%、 A1203占18%、Ti02占3. 8%、微量元素占1.2% ;所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0015] 一種cbn-ai2o3納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得 Ni60B、Zr02和Mo的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后 采用等離子噴涂工藝在12CrNi3A模具鋼基體上制備CBN-A1 203涂層。
[0016] 所述cbn-ai2o3納米涂層的工件與無涂層的工件的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0017] 所述cbn-ai2o3納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與無涂層的工件的摩擦 磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表2。
[0018] 實(shí)施例二：
[0019] 一種CBN-A1203納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占80%、A1 203占 14%、Ti02占4. 8%、微量元素占1. 2% ;所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0020] 一種cbn-ai2o3納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0021] 所述CBN_A1203納米涂層的工件與無涂層的工件的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0022] 所述CBN_A1203納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與無涂層的工件的摩擦 磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表3。
[0023] 實(shí)施例三：
[0024] -種CBN_A1203納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占82%、A1 203占 14%、Ti02占2. 8%、微量元素占1.2% ;所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0025] -種CBN_A1203納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0026] 所述CBN_A1203納米涂層的工件與無涂層的工件的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0027] 所述CBN_A1203納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與無涂層的工件的摩擦 磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表4。
[0028] 對(duì)CBN_A1203納米涂層的組織結(jié)構(gòu)、密度、抗彎強(qiáng)度等性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明： 得到的CBN_A1 203納米涂層相對(duì)密度可達(dá)94. 2 %，彌散立方氮化硼顆粒與超細(xì)硬質(zhì)合金基 體之間沒有明顯的間隙，CBN-A1203納米涂層的抗彎強(qiáng)度可達(dá)750MPa。
[0029] CBN-A1203納米涂層中CBN含量較高，CBN-A120 3納米涂層硬度最高可達(dá)HRC74,密 度可達(dá)2. 47g/cm3, CBN-A1203納米涂層的噴涂厚度可達(dá)1毫米，致密度良好為0. 82,適用于 等離子噴涂，涂層密度可達(dá)2. 47g/cm3。
[0030] 表1 cbn-ai2o3納米涂層的工件與無涂層的工件的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種CBN-A1A納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CBN占 77% -86%、A1203 占 12. 44% -21. 44%、Ti02 占 3. 8% -4. 8%、微量元素占 1. 56% ;所述微 量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
2. -種CBN-A1203納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用化學(xué)氣象 沉積法制得CBN和A1 203的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉 末，之后采用等離子噴涂工藝在模具鋼基體上制備CBN-A1 203涂層。
【文檔編號(hào)】C23C4/10GK104233166SQ201410465312
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】薛衛(wèi)昌, 程敬卿 申請(qǐng)人:蕪湖鼎瀚再制造技術(shù)有限公司