一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占9％-24％、ZrO2占56％-72％、Mo占12％-19％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe；其制备方法为：先采用干式粉碎法制得Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-ZrO2-Mo涂层。本发明专利技术解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、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，整体提高了材料表面的耐磨性能，也对提高了综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热喷涂
，具体说是一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法。
技术介绍
等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛，从上世纪50年代至今，其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机械、船舶等领域。近年来等离子喷涂技术在高新
如纳米涂层、梯度功能材料、超导涂层、生物功能涂层等方面的应用研究渐渐受到人们的重视。采用真空等离子喷涂制备了纳米WC/Co涂层，发现涂层硬度、韧性和耐磨性较常规涂层都有较大的改善，Connecticut大学等对等离子喷涂纳米结构Al2O3-TiO2系涂层进行了系统的研究，包括纳米粉末喷雾干燥团聚重构、等离子喷涂工艺参数优化、工艺诊断、模拟及涂层结构与性能的分析，表明涂层具有双态显微结构，表现出独特的优异性能。与对应的常规涂层相比，结合强度增强100％，磨粒磨损抗力提高300％，压痕开裂抗力、弯曲和杯突试验表现的剥落抗力要高得多。然而Al2O3-TiO2系涂层红硬性差，高温强度低，适用范围有限，随着等离子喷涂技术的发展，人们需要多种多样的能适应不同使用条件的纳米涂层。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法。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：一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占<br>9％-24％、ZrO2占56％-72％、Mo占12％-19％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe；Mo元素能显著提高合金在非氧化性酸和有机酸以及海水中的耐蚀能力，提高涂层的高温强度和红硬性；含Mo元素12％-19％的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，适用于制造航空和航天的各种高温部件，使部件具有耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要材料。一种Ni60B-ZrO2-Mo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Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末。所述纳米粉末采用等离子喷涂工艺可在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-ZrO2-Mo涂层。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、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，使涂层强度提高了50％，弹性模量提高了8.9％-15.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用；所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层适合多种钢材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，与传统合金材料相比硬度高、耐磨性好、结合强度高、耐高温、耐腐蚀。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Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占9％、ZrO2占72％、Mo占17.88％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。一种Ni60B-ZrO2-Mo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Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-ZrO2-Mo涂层。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr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Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占13％、ZrO2占67％、Mo占18.88％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的制备方法，同实施例一。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表3。实施例三：一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占18％、ZrO2占66％、Mo占14.88％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的制备方法，同实施例一。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。所述Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表4。表1 Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果：编号孔隙率(AREA％)结合强度(MPa)显微硬度(HV)实施例一0.62472.61031实施例二0.78375.21023实施例三0.65174.61033平均值0.68674.11029对比组0.82152513由实验数据可得，Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层能有效降低工件表面的孔隙率，提高工件表面的结合强度，能大幅度提高工件表面的显微硬度。表2 实施例一的Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的摩擦磨损性能与20Cr钢基体的摩擦磨损性能对比实验结果：组别测试前(g)测试后(g)损失(mg)实施例一68.458368.45701.3对照组71.971471.956115.3表3 实施例二的Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的摩擦磨损性能与20Cr钢基体的摩擦磨损性能对比实验结果：组别测试前(g)测试后(g)损失(mg)实施例二76.317476.31581.6对照组69.864169.849514.6表4 实施例三的Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层的摩擦磨损性能与20Cr钢基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ni60B‑ZrO2‑Mo纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占9％‑24％、ZrO2占56％‑72％、Mo占12％‑19％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。

【技术特征摘要】
1.一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分
数为Ni60B占9％-24％、ZrO2占56％-72％、Mo占12％-19％、微量元素占1.12％；所述微
量元素包括Cr、Si、B和Fe。
2.一种Ni60B-ZrO...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敬卿，
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