一种Ni-TiO2纳米涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ni-TiO2纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占71.14％-82.14％、TiO2占15％-26％、CaF2占2％、微量元素占0.86％，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni，其制备方法为：先采用干式粉碎法制得Ni60A和TiO2的纳米球，再采用活性剂保护法混合Go、Mo、W、Ni材料制得纳米粉末，之后添加2％的助剂CaF2，之后采用激光熔覆喷涂工艺在4Cr13模具钢基体上制备了Ni-TiO2涂层。本发明专利技术材料中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性，提高材料的强度和耐磨性能；含TiO2的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性。

【技术实现步骤摘要】
-种N i-T i O2
本专利技术涉及热喷涂
，具体说是一种Ni-TiO2。
技术介绍
中国特色的再制造工程是在维修工程、表面工程基础上发展起来的，主要基于复 合表面工程技术、纳米表面工程技术和自动化表面工程技术，这些先进的表面工程技术是 国外再制造时所不曾采用的。先进表面工程技术在再制造中的应用，可将旧工件的利用率 提高到90%，使零件的尺寸精度和质量标准不低于原型新品水平，而且在耐磨、耐蚀、抗疲 劳等性能方面达到原型新品水平，并最终确保再制造装备零部件的性能质量达到甚至超过 原型新品。再制造的重要特征是再制造后的产品质量和性能不低于新品，成本只是新品的 50%，节能60%，节材70%，对环境的不良影响显著降低，成为建设资源节约型和环境友好 型社会的重要途径。 在材料的表面处理
，激光熔覆技术是高能量密度表面处理技术的一种， 具有许多其它表面处理方法无法比拟的优点。激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂 覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速 凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面 的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。激光熔覆技术经济效益很高，它可以 在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，比等离子喷 涂或火焰喷涂更加节约贵重稀有金属材料。 针对现有涂层普遍存在耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，人们需要一种能应用 在激光熔覆
中，改善材料表面涂层的微观组织、结构，提高涂层硬度的新型材料。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种Ni-TiO2。 本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： -种Ni-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占 71. 14% -82. 14%、Ti02占15% -26%、CaF2占2%、微量元素占0. 86%，所述微量元素包括 Go、Mo、W、Ni。 -种Ni-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得Ni60A 和TiO2的纳米球，再采用活性剂保护法混合Go、Mo、W、Ni材料制得纳米粉末，之后添加2% 的助剂CaF 2，之后采用激光熔覆喷涂工艺在4Crl3模具钢基体上制备了 Ni-TiO2涂层，所述 助剂CaF2能提高材料的韧性100%，镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨 损等综合性能。 本专利技术的有益效果是：本专利技术优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，适用于激光 熔覆技术，与传统合金材料相比有着很大的进步；材料中加入钥，能改善钢的耐腐蚀性，提 高材料的强度和耐磨性能；含TiO2的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性， 解决了现有涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结 构，使涂层硬度提高了 50%，弹性模量提高了 8. 5% -14. 4%，从而整体提高材料表面的耐 磨性能，用于制造航空和航天的各种高温部件，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要 材料。 【具体实施方式】 为了使本专利技术实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本专利技术进一步阐 述。 实施例一： 一种Ni-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占71. 14%、TiO2 占26%、CaF2占2%、微量元素占0. 86%，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。 一种Ni-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得Ni60A 和TiO2的纳米球，再采用活性剂保护法混合Go、Mo、W、Ni材料制得纳米粉末，之后添加2% 的助剂CaF 2，之后采用激光熔覆喷涂工艺在4Crl3模具钢基体上制备了 Ni-TiO2涂层。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦 磨损性能实验结果对比见表2。 实施例二： 一种Ni-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占78. 14%、TiO2 占19%、CaF2占2%、微量元素占0. 86%，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。 一种Ni-TiO2纳米涂层的制备方法，同实施例一。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦 磨损性能实验结果对比见表2。 实施例三： -种Ni-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占82. 14%、TiO2 占15%、CaF2占2%、微量元素占0. 86%，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。 -种Ni-TiO2纳米涂层的制备方法，同实施例一。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。 所述Ni-TiO2纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩擦 磨损性能实验结果对比见表2。 所述纳米涂层可采用激光熔覆喷涂工艺在4Crl3模具钢基体上制备了 Ni-TiO2涂 层。 在制备Ni_Ti02纳米涂层时，可采用超声波进行处理，超声波对金属凝固组织 细化有很好的改善作用，可提高Ni60A和Ti02熔覆层的耐磨性，使摩擦系数稳定性变 好，Ni60A的磨损机理主要为疲劳磨损，Ti02主要为疲劳磨损和磨粒损，经超声振动的 Ni-Ti02涂层耐磨性最好，摩擦系数最小。 通过扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度测试系统和多功能表面综 合性能测试仪对熔覆层的显微组织结构，裂纹情况、显微硬度和摩擦磨损性能进行了系统 分析。研究结果及主要结论如下： 表I Ni-TiO2纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ni‑TiO2纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占71.14％‑82.14％、TiO2占15％‑26％、CaF2占2％、微量元素占0.86％，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。

【技术特征摘要】
1. 一种Ni-Ti02纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分数为Ni60A占 71. 14% -82. 14%、Ti02占15% -26%、CaF2占2%、微量元素占0. 86%，所述微量元素包括 Go、Mo、W、Ni。2. -种Ni-Ti02...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敬卿，薛卫昌，
申请(专利权)人：安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34