一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉及其制备方法，其特征是：它由质量百分比为1.5~3%纳米碳化硅粉、2~4%纳米氧化铈粉和93~96.5%微米金属粉组成，各种组分之和为100%；该微纳粉的制备过程，主要包括单相纳米碳化硅悬浮液和单相纳米氧化铈悬浮液的制备、碳黑/氧化铈双相纳米悬浮液的制备、微米金属粉的球形化预处理、碳黑/氧化铈双相纳米悬浮液和预处理后微米金属粉的球磨复合和球磨复合后微纳粉浆料的干燥。本发明专利技术可进一步加大纳米碳化硅的添加量，进而使微纳粉具有了更好的抗磨性和更高的激光吸收率，并能满足目前激光成形主流技术--直接送粉式激光成形技术输送粉体的要求，具有很强的工程实用性和很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属基微纳粉及其制备方法，尤其是一种激光表面耐磨改性用金属基微纳粉及其制备方法，具体地说是一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉及其制备方法。
技术介绍
相对于其他表面耐磨改性技术而言，激光表面耐磨技术具有众多优点如界面为冶金结合、组织细小、成分可控、热影响较小等，再加上激光加工的高柔性、高效率、低污染及易于实现计算机控制等光加工特点，使之成为一项备受关注的表面耐磨改性技术之一。然而，现有激光表面耐磨改性用粉多采用微米金属粉与微米陶瓷粉的混合物，其中微米金属粉为基础粉体、微米陶瓷粉为增强粉体。众所周知，陶瓷颗粒与基体合金的润湿性一般都不是很好，若陶瓷颗粒的加入量过高时，会在耐磨改性层中与基体合金间形成大量的微界面，进而在循环载荷作用下极易诱发疲劳裂纹。此外，在激光加工技术中较为普遍地存在着激光能量利用率不高的问题，造成这一问题的原因除与激光工艺参数有关外，更多的是由于激光作用对象对激光的吸收率不高所致。但是，目前提高块体材料激光吸收率的方法如涂覆表面吸收层、磷化、喷涂黑漆等方法，难以适用于粉体材料。碳化硅粉体，由于其极高的硬度已被广泛用作耐磨改性材料；同时，当其粒径为10-30nm时其呈深黑色。可见，若能将纳米碳化硅有效引入微米金属粉中，将能够实现构建一种兼具高吸光和抗磨的金属基微纳粉。然而，纳米碳化硅添加量较低时，其在提高激光吸收率和材料抗磨性方面的改善效果不足；若添加过多的纳米碳化硅粉又会由于微界面增多造成其抗疲劳性能下降。纳米氧化铈是一种最常见的纳米稀土材料，具有特有的稀土活性效应，在改善颗粒与基体材料间的润湿性、净化熔池等方面具有突出的优势。若能将纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉同时引入微米金属粉中构建微纳粉，综合两种纳米粉所具有的特性，可望开发出一种品质优良的兼具有高吸光性和抗磨的金属基微纳粉，从而满足激光表面耐磨改性越来越高的性能要求。然而，到目前为止，尚未有一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉及其制备方法可供使用，一定程度上限制了激光表面耐磨改性技术的更广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有激光耐磨改性技术尚缺少一种品质优良的兼具有高吸光和抗磨效果金属基微纳粉可供使用的问题，专利技术一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉及其制备方法，为激光耐磨改性技术的更广泛应用提供一种新粉体材料。本专利技术的技术方案之一是一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是它由质量百分比为1. 5 3%纳米碳化硅粉、2 4%纳米氧化铈粉和93、6. 5%微米金属粉组成，各种组分之和为100% ;纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉，以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉混合物为壳的核壳结构微纳粉。所述纳米碳化硅粉，其特征是该纳米碳化硅粉为平均粒径为l(T30nm的黑色纳米碳化娃颗粒。所述纳米氧化铺粉,其特征是该纳米氧化铺粉为平均粒径l(T30nm的黄色纳米氧化铺颗粒。所述的微米金属粉的平均粒径为50 75 μ m,可为铁基、招基、镇基或钦基等金属粉。本专利技术的技术方案之二是 一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉的制备方法，其特征是该方法主要包括如下步骤 步骤I，将市购纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉分别分散在乙醇与水的混合溶液中，制成分散稳定的单相纳米碳化硅悬浮液和单相纳米氧化铈悬浮液； 步骤2，按照所需配比称量单相纳米碳化硅悬浮液和单相纳米氧化铈悬浮液，将两者置于同一容器进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳化硅/氧化铈双相纳米悬浮液； 步骤3，将市购微米金属原粉进行球形化预处理，获得预处理后的微米金属粉； 步骤4，按照所需配比 称量预处理后的微米金属粉，加入步骤2中已混合均匀的碳化硅/氧化铈双相纳米悬浮液后进行球磨复合，获得碳化硅/氧化铈双相纳米和微米金属复合的微纳粉浆料； 步骤5，将微纳粉浆料置于干燥箱中干燥，即可获得纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的金属基微纳粉。 所述乙醇与水的混合溶液中乙醇所占体积比为3(Γ70%。所述球磨混合处理工艺参数为球磨转速为500转/分钟、球料比5:1、球磨时间为I小时。所述球磨复合参数为球磨转速为100-300转/分钟、球料比5:1-10:1、球磨时间为O. 5-1. 5 小时。本专利技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本专利技术的有益效果是 (I)纳米氧化铈粉的引入，可有效改善纳米碳化硅颗粒与基体合金间的润湿性，使得纳米碳化硅粉的添加量可进一步增加，带来两方面的有益效果其一，提高了采用该粉体所制备耐磨改性层的抗磨作用；其二，改善了粉体对激光的吸收率。(2)采用本专利技术所述纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的金属基微纳粉所制备的激光耐磨改性层组织细小致密，纳米碳化硅颗粒在基体合金中分布均匀、基本不存在纳米碳化硅局部偏聚现象且与基体合金结合良好，如在制备金相试样过程中不存在纳米碳化硅剥落现象。(3)本专利技术所述纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的金属基微纳粉具有典型的核壳结构，纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，微纳粉中不存在其他细微颗粒，可满足目前激光成形主流技术--直接送粉式激光成形技术输送粉体的要求，具有很强的工程实用性和很好的应用前景。附图说明图1是本专利技术所述微纳粉低倍SEM形貌。图2是本专利技术所述微纳粉表面高倍SEM形貌。具体实施例方式下面结合附图及实例对本专利技术作进一步的说明。如图1、2所示。一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，它由质量百分比为1. 5 3%纳米碳化硅粉、2 4%纳米氧化铈粉和93、6. 5%微米金属粉组成，各种组分之和为100% ;纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉，以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉混合物为壳的核壳结构微纳粉。所述的金属基微纳粉的制备方法如下 首先，制备分散稳定的单相纳米碳化硅悬浮液，将市购纳米碳化硅(最好是黑色纳米碳化硅，平均粒径为l(T30nm)与醇水混合溶液进行混合搅拌，制成质量百分数为1. 5^3%的单相纳米碳化硅悬浮液；醇水混合溶液中乙醇占混合溶液体积的30 70%，制备分散稳定的单相纳米碳化硅悬浮液时还可采用球磨、超声分散等单独或复合方法进行； 其次，制备分散稳定的单 相纳米氧化铈悬浮液，将市购纳米氧化铈(最好是黄色二氧化铈，其平均粒径为l(T30nm)与醇水混合溶液进行混合搅拌，制成质量百分数为2 10%左右的单相纳米氧化铈悬浮液，如有沉淀，应去掉沉淀部分备用，并计算出实际单相纳米稀土悬浮液中纳米稀土的实际的质量百分数；醇水混合溶液中乙醇占混合溶液体积的30 70%，制备分散稳定的单相纳米氧化铈悬浮液时还可采用球磨、超声分散等单独或复合方法进行，也可参照中国专利ZL200710133580.1的方法进行； 第三，将单相纳米碳化硅悬浮液和单相纳米氧化铈悬浮液进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳化硅/氧化铈双相纳米悬浮液；球磨混合处理工艺参数为球磨转速为500转/分钟、球料比5:1、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是：它由质量百分比为1.5~3%纳米碳化硅粉、2~4%纳米氧化铈粉和93~96.5%微米金属粉组成，各种组分之和为100%；纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉，以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉混合物为壳的核壳结构微纳粉。
【技术特征摘要】
1.一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是它由质量百分比为1. 5 3%纳米碳化硅粉、2 4%纳米氧化铈粉和93、6. 5%微米金属粉组成，各种组分之和为100% ;纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉，以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳化硅粉和纳米氧化铈粉混合物为壳的核壳结构微纳粉。2.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是所述的纳米碳化硅粉为平均粒径为l(T30nm的黑色纳米碳化硅颗粒。3.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是所述的纳米氧化铺粉为平均粒径l(T30nm的黄色纳米氧化铺颗粒。4.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉，其特征是所述的微米金属粉的平均粒径为5(Γ75μπι的铁基、铝基、镍基或钛基金属粉。5.一种纳米碳化硅和纳米氧化铈协同增强的高吸光抗磨金属基微纳粉的制备方法，其特征是它主要包括如下步骤步骤I，将市购纳米碳化硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓明，王宏宇，金镜，许瑞华，庞婧，黎向锋，姜银方，沈清，朱林童，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。