一種Ni-Co-Mo-Mn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Ni-C〇-M〇-Mn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。熱噴涂 是指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半 熔化狀態(tài)，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。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)，然后借助焰流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] 熱噴涂技術的突出特點使其應用極具潛力。這些特點主要表現(xiàn)在：①表面工程和 多種復合材料的結合在材料設計中具有明顯的優(yōu)勢；②可方便地調整材料的化學成分；③ 能夠動態(tài)形成具有特殊結構性能的復合材料；④多種材料和多種技術的復合可獲得優(yōu)異的 性能。因此熱噴涂材料的研宄是21世紀熱噴涂發(fā)展的決定性因素，也是熱噴涂技術發(fā)展的 驅動。
[0004] 然而，隨著對工程機械設備性能要求的不斷提高，熱噴涂技術的完善和發(fā)展，熱噴 涂技術的應用受限于熱噴涂材料和工藝設備的發(fā)展。
[0005] 傳統(tǒng)的噴涂技術使用的材料結合強度差、氣孔率高、耐磨性差。新型熱噴涂材料需 要彌補這些缺陷，采用新工藝、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性，微 觀組織結構均勻，綜合力學性能優(yōu)良的材料成為人們迫切的需求。

【發(fā)明內容】

[0006] 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Ni-C〇-M〇-Mn 材料及其制備方法。
[0007] 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)：
[0008] 一種Ni-C〇-M〇-Mn材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占73-88份、Co占2-11 份、Mo占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 13-0. 57份。
[0009] 將Ni混入納米涂層中可以提高機械強度，Ni與鋼的合金用來制造機器承受較大 壓力、承受沖擊和往復負荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。
[0010]Co的物理、化學性質決定了它是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金和 各種鈷鹽的重要原料。鈷基合金或含鈷合金鋼用作燃汽輪機的葉片、葉輪、導管、噴氣發(fā)動 機、火箭發(fā)動機、導彈的部件和化工設備中各種高負荷的耐熱部件以及原子能工業(yè)的重要 金屬材料。Co作為粘結劑能保證硬質合金有一定的韌性。
[0011] Mo的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量Mo加到納米涂層之中，可使涂層變硬。
[0012] 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。Ti金屬堅韌、耐酸性好，能有效提高納米涂層的硬 度、耐磨性和耐腐蝕性。
[0013] 一種Ni-C〇-M〇-Mn材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)采用氣霧化法制得Ni-C〇-M〇-Mn的納米球；
[0015] (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、W、Ti、Cu制得納米粉 末。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好 的組織結構和較好的宏觀性能。本發(fā)明制成的Ni-Co-Mo-Mn納米涂層的硬度達到HRC47， 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8. 562g/cm3,噴涂厚度可 達5毫米，致密度良好為0. 66,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。
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0018] 圖1是本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的組織結構及晶體形貌。
【具體實施方式】
[0019] 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。
[0020] 實施例一：
[0021] 一種Ni-Co-Mo-Mn材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占73份、Co占2份、Mo 占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 13份。
[0022] 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。
[0023] 一種Ni-Co-Mo-Mn材料的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球；
[0025] (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、W、Ti、Cu制得納米粉 末。
[0026] 實施例二：
[0027] 一種Ni-Co-Mo-Mn材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占78份、Co占5份、Mo 占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 23份。
[0028] 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。
[0029] -種Ni-Co-Mo-Mn材料的制備方法，同實施例一。
[0030] 實施例三：
[0031] 一種Ni-Co-Mo-Mn材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占83份、Co占8份、Mo 占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 47份。
[0032] 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。
[0033] -種Ni-Co-Mo-Mn材料的制備方法，同實施例一。
[0034] 實施例四：
[0035] 一種Ni-C〇-M〇-Mn材料，其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占88份、Co占11份、 Mo占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 57份。
[0036] 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。
[0037] -種Ni-C〇-M〇-Mn材料的制備方法，同實施例一。
[0038] 參見圖1，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 Ni-Co-Mo-Mn納米涂層，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 :
[0039] 表1Ni-Co-Mo-Mn納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0040]
【主權項】
1. 一種Ni-Co-Mo-Mn材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數(shù)為Ni占73-88份、 Co占2-11份、Mo占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0. 13-0. 57份； 所述微量元素為C、W、Ti、Cu。
2. -種Ni-Co-Mo-Mn材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球； (2) 將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、W、Ti、Cu制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Ni-Co-Mo-Mn材料及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數(shù)為Ni占73-88份、Co占2-11份、Mo占6份、Mn占6份、WC占1份、微量元素占0.13-0.57份，所述微量元素為C、W、Ti、Cu，其制備方法為：采用氣霧化法制得Ni-Co-Mo-Mn的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合C、W、Ti、Cu制得納米粉末。本發(fā)明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好的組織結構和較好的宏觀性能。本發(fā)明制成的Ni-Co-Mo-Mn納米涂層的硬度達到HRC47，具有一定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高。
【IPC分類】B82Y30-00, C23C4-06, C22C19-03, B22F1-00
【公開號】CN104831213
【申請?zhí)枴緾N201510233615
【發(fā)明人】程敬卿
【申請人】安徽鼎恒再制造產業(yè)技術研究院有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月9日