一种高性能的镍基耐磨合金制造技术

公开了一种镍基耐磨合金，由弥散粒子悬浮液和基础电镀液混合而成的复合电镀液电沉积得到，弥散粒子选自ZrO

A high performance nickel base wear resistant alloy

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的镍基耐磨合金
本专利技术属于金属和合金
，涉及一种高性能的镍基合金，尤其是涉及一种高性能的镍基耐磨合金。
技术介绍
在各种机械设备、仪器仪表和众多关键零部件中，金属材料是使用较为广泛的一类材料，需要在高温、高速和腐蚀性条件下工作。因此，迫切需要提高金属材料的耐蚀、耐热和耐磨性能，使其能够长期稳定的工作。其中，耐磨性能是尤其重要的一项指标。尽管许多合金能够满足上述要求，但是生产成本较高，制备工艺复杂，使得这些材料在应用于设备或零件制造时具有较大的局限性。由于材料的磨损均是从表面开始的，在多数情况下，无需设备或零件由整体耐磨材料制备，仅需要将耐磨材料覆盖表层，即能满足材料性能的要求。在上述材料中，镍基合金通过引入钨和磷元素，可以显著地提高合金的硬度、韧性和强度以及耐腐蚀性和耐磨性；然而，上述镍基合金仍然存在镀层晶粒粗大，表面粗糙，镀层发灰、暗淡，镀液分散能力差等技术缺陷。为了进一步解决上述技术问题，张振宇等人在电沉积镍基合金镀液中加入稀土氧化物粉末，制备出晶粒细小的镍基合金。相对于未加入稀土氧化物粉末的样品，所得镍基合金组织结构更为均匀致密，磨损率更低；然而，这类镍基合金的滑动摩擦系数仍然较高。因此，迫切需要寻找一种同时具有低摩擦系数和低磨损率的高性能的镍基耐磨合金。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种同时具有低摩擦系数和低磨损率的高性能的镍基耐磨合金。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：一种镍基耐磨合金，由弥散粒子悬浮液和基础电镀液混合而成的复合电镀液电沉积得到，其特征在于，所述弥散粒子选自ZrO2和La2O3纳米粒子的混合物。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，ZrO2纳米粒子的平均粒径D80为40-80nm；La2O3纳米粒子的平均粒径D80为120-280nm。在一个具体的实施方式中，ZrO2纳米粒子的平均粒径D80为58m；La2O3纳米粒子的平均粒径D80为206nm。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，ZrO2与La2O3纳米粒子的重量比为(2-3):1。在一个具体的实施方式中，ZrO2与La2O3纳米粒子的重量比为2.5:1。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，所述弥散粒子悬浮液进一步包含数均分子量Mn为6000-8000的聚丙烯酸(PAA)。在一个具体的实施方式中，所述聚丙烯酸(PAA)的数均分子量Mn为7200。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，基于复合电镀液的体积，弥散粒子用量为12-16g/L；聚丙烯酸用量为0.1-0.3g/L。在一个具体的实施方式中，基于复合电镀液的体积，弥散粒子用量为14g/L；聚丙烯酸用量为0.2g/L。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，所述基础电镀液包含镍源、钨源和磷源；基于复合电镀液的体积，三者用量分别为80-90g/L、65-75g/L和8-16g/L。在一个具体的实施方式中，所述基础电镀液包含镍源、钨源和磷源；基于复合电镀液的体积，三者用量分别为85/L、70g/L和12g/L。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，所述基础电镀液进一步包含柠檬酸盐和硼酸。在一个具体的实施方式中，基于复合电镀液的体积，二者用量分别为75g/L和35g/L。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，所述弥散粒子悬浮液通过球磨法得到；工艺参数为：球料比(4-6):1；固含量为12-18％；转速为600-800rpm；球磨时间为60-120min。在一个具体的实施方式中，工艺参数为：球料比5:1；固含量为16％；转速为700rpm；球磨时间为90min。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，所述电沉积工艺参数为：电流密度为12-16A/dm2；温度为50-60℃；初始pH值为5.5-6.5；沉积时间为45-75min。在一个具体的实施方式中，电沉积工艺参数为：电流密度为14A/dm2；温度为55℃；初始pH值为6.0；沉积时间为60min。根据本专利技术所述的镍基耐磨合金，其中，基于镍基耐磨合金的重量，镍含量为70.0-76.0wt％；钨含量为18.0-22.0wt％；磷含量为3.0-5.0wt％；ZrO2含量为2.0-4.0wt％；La2O3含量为1.0-2.0wt％。在一个具体的实施方式中，基于镍基耐磨合金的重量，镍含量为72.8wt％；钨含量为20.1wt％；磷含量为3.5wt％；ZrO2含量为2.5wt％；La2O3含量为1.1wt％。本专利技术的有益技术效果，本专利技术所述的镍基耐磨合金摩擦系数和磨损率均低于现有技术的同类镍基合金。结合比较试验的结果，充分说明本专利技术的弥散粒子和聚丙烯酸之间产生了协同作用，共同使得摩擦系数和磨损率实现平衡并得以优化。具体实施方式必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物(即两个以上，包括两个)。除非另外指明，否则本专利技术中的数值范围为大约的，并且因此可以包括在所述范围外的值。所述数值范围可在本专利技术表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述这样的范围时，另一个方面包括从所述一个特定值和/或至另一个特定值。相似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，所述特定值形成另一个方面。还应当理解，数值范围中每一个的端点在与另一个端点的关系中均是重要的并独立于另一个端点。在说明书和最后的权利要求书中提及组合物或制品中特定元素或组分的重量份是指组合物或制品中该元素或组分与任何其它元素或组分之间以重量份表述的重量关系。除非具体指出有相反含义，或基于上下文的语境或所属
内惯用方式的暗示，否则本专利技术中提及的所有分数以及百分比均按重量计，且组分的重量百分比基于包含该组分的组合物或产品的总重量。本专利技术中提及的“包含”、“包括”、“具有”以及类似术语并不意欲排除任何可选组分、步骤或程序的存在，而无论是否具体公开任何可选组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非存在相反陈述，否则通过使用术语“包含”要求的所有方法可以包括一个或多个额外步骤、设备零件或组成部分以及/或物质。相比之下，术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。此外，本专利技术中任何所参考的专利文献或非专利文献的内容都以其全文引用的方式并入本专利技术，尤其关于所属领域中公开的定义(在并未与本专利技术具体提供的任何定义不一致的情况下)和常识。在本专利技术中，除非另外指明，否则份数均为重量份，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。存在反应条件(例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围)以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍基耐磨合金，由弥散粒子悬浮液和基础电镀液混合而成的复合电镀液电沉积得到，其特征在于，所述弥散粒子选自ZrO

【技术特征摘要】
1.一种镍基耐磨合金，由弥散粒子悬浮液和基础电镀液混合而成的复合电镀液电沉积得到，其特征在于，所述弥散粒子选自ZrO2和La2O3纳米粒子的混合物。


2.根据权利要求1所述的镍基耐磨合金，其中，ZrO2纳米粒子的平均粒径D80为40-80nm；La2O3纳米粒子的平均粒径D80为120-280nm。


3.根据权利要求1或2所述的镍基耐磨合金，其中，ZrO2与La2O3纳米粒子的重量比为(2-3):1。


4.根据权利要求1或2所述的镍基耐磨合金，其中，所述弥散粒子悬浮液进一步包含数均分子量Mn为6000-8000的聚丙烯酸(PAA)。


5.根据权利要求1或2所述的镍基耐磨合金，其中，基于复合电镀液的体积，弥散粒子用量为12-16g/L；聚丙烯酸用量为0.1-0.3g/L。


6.根据权利要求1或2所述的镍基耐磨合金，其中，所述基础电镀液包含镍源、钨源和磷源；基于复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金生，陈金强，刘世涛，王德现，陈有彬，
申请(专利权)人：临沂鑫海新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37