涂層材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Fe-Zr02涂層材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 熱噴涂是一種表面強化技術，是表面工程技術的重要組成部分，一直是我國重點 推廣的新技術項目。它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或 絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰留本身或壓縮空氣以一定 速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。
[0003] 等離子噴涂是熱噴涂中的一種，它具有以下特點：①超高溫特性，便于進行高熔 點材料的噴涂。②噴射粒子的速度高，涂層致密，粘結強度高。③由于使用惰性氣體作為工 作氣體，所以噴涂材料不易氧化。
[0004] 等粒子噴涂技術是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來的一種新型多用途的精密噴涂 方法，其配套設備也經(jīng)數(shù)次改進能滿足人們在絕大多數(shù)生產(chǎn)條件下的噴涂修復和使用要 求，然而等離子噴涂所用涂層材料普遍存在硬度低，耐磨性不高，耐腐性不好，耐久性不能 達到使用預期等問題，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的多樣化使用要求。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決傳統(tǒng)涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發(fā)明提供一種Fe-Zr02涂層材 料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：
[0007] 一種Fe-ZrOd#層材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占22-34份、Zr02A 69-79份、Ti02占1份、微量元素占0. 11-0. 58份，所述TiO2作為添加劑加入，能提高材料的 硬度和結合強度。
[0008] 21〇2是一種具有寬帶隙和高介電常數(shù)的陶瓷材料，化學性質不活潑，且高熔點、高 電阻率、高折射率和低熱膨脹系數(shù)的性質，是重要的耐高溫材料，可提高涂層耐高溫性。
[0009] 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
[0010] Mo的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量Mo混合Fe加到納米涂層之中，可提高納 米涂層硬度。
[0011] B在1000°C~1400°C與碳作用，高溫下硼還與許多金屬和金屬氧化物反應，形成 金屬硼化物。這些化合物是高硬度、耐熔、高電導率和化學惰性的物質，常具有特殊的性質， 能提尚納米涂層的綜合性能。
[0012] Co是具有光澤的鋼灰色金屬，比較硬而脆，在常溫下不和水作用，在潮濕的空氣中 也很穩(wěn)定。
[0013] 一種Fe-Zr02涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)采用氣霧化法制得Fe-Zr02的納米球；
[0015] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mo、B、Co制得納米粉 末。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制成的Fe-Zr02納米涂層的硬度可達HRC43,具有一 定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高，密度可達6.llg/cm3，噴涂厚度可達4毫 米，致密度良好為0. 64,本發(fā)明綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好與傳統(tǒng)合金 材料相比有著很大的進步，在相同的條件下，F(xiàn)e-Zr02納米涂層的結合強度是普通涂層的 1. 7倍左右。
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進一步闡 述。
[0018] 實施例一：
[0019] -種Fe-ZrOj#層材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占22份、ZrO2占69份、 1102占1份、微量元素占0. 11份。
[0020] 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
[0021] 一種Fe-Zr02涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0022] (1)采用氣霧化法制得Fe-Zr02的納米球；
[0023] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mo、B、Co制得納米粉 末。
[0024] 實施例二：
[0025] -種Fe-ZrOj#層材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占26份、ZrO2占72份、 1102占1份、微量元素占0. 37份。
[0026] 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
[0027] 一種Fe-Zr02涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0028] 實施例三：
[0029] 一種Fe-ZrOj#層材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占28份、ZrO2占75份、 1102占1份、微量元素占0. 43份。
[0030] 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
[0031] -種Fe-Zr02涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0032] 實施例四：
[0033] -種Fe-ZrOj#層材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占34份、ZrO2占79份、 1102占1份、微量元素占0. 58份。
[0034] 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
[0035] 一種Fe-Zr02涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0036] 采用等離子噴涂技術在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Fe-Zr02m米涂層，帶 有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損性 能對比實驗結果見表1 :
[0037] 表1Fe-Zr02納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0038] L/1N丄丄4: 〇/〇J/A
【主權項】
1. 一種Fe-ZrOj#層材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數(shù)為Fe占22-34份、 ZrO 2A 69-79份、1102占1份、微量元素占0. 11-0. 58份； 所述微量元素為C、Mo、B、Co。
2. -種Fe-ZrO2涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： ⑴采用氣霧化法制得Fe-ZrO2的納米球； (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mo、B、Co制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Fe-ZrO2涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數(shù)為Fe占22-34份、ZrO2占69-79份、TiO2占1份、微量元素占0.11-0.58份，所述微量元素為C、Mo、B、Co，其制備方法為：采用氣霧化法制得Fe-ZrO2的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mo、B、Co制得納米粉末。本發(fā)明制成的Fe-ZrO2納米涂層的硬度可達到HRC43，密度可達6.11g/cm3,噴涂厚度可達4毫米，具有一定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高，綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好與傳統(tǒng)合金材料相比有著很大的進步。
【IPC分類】B82Y40-00, C22C29-12, B22F9-08, C23C4-06
【公開號】CN104846314
【申請?zhí)枴緾N201510235821
【發(fā)明人】程敬卿
【申請人】安徽再制造工程設計中心有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月9日