一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及等離子噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料及制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的不斷發(fā)展，納米技術(shù)逐漸在工業(yè)生產(chǎn)加工中得到普及。隨著對(duì)工程機(jī) 械設(shè)備性能要求的的不斷提高，熱噴涂技術(shù)的完善和發(fā)展，熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用主要受限于 熱噴涂材料和工藝設(shè)備的發(fā)展。然而，熱噴涂技術(shù)的突出特點(diǎn)又使其應(yīng)用極具潛力。這些 特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
[0003] ①涂層厚度可以控制在幾十微米到幾毫米；
[0004] ②取材范圍廣，可方便地調(diào)整材料的化學(xué)成分；
[0005] ③能夠動(dòng)態(tài)形成具有特殊結(jié)構(gòu)性能的復(fù)合材料；
[0006] ④加工材料硬度高、氣孔率小、結(jié)合強(qiáng)度大等優(yōu)異性能。
[0007] 因此熱噴涂材料的研宄是熱噴涂發(fā)展的決定性因素，也是熱噴涂技術(shù)發(fā)展的驅(qū) 動(dòng)。在過(guò)去的十年中，熱噴涂技術(shù)發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的噴涂技術(shù)使用的材料結(jié)合強(qiáng)度差、氣孔 率高、硬度低，迫切需求一種新的熱噴涂材料和噴涂技術(shù)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有噴涂技術(shù)所存在的缺 陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料及制備方法。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0010] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分：
[0011] Co 占 70%~85%，Zn 占 5%~20%，Mn 占 3%~7%，Ti 占 3%~7%，微量添加 劑占0. 2%~0. 8%。
[0012] 所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照I : 1. 5 : 1 : 3 : 3的比例混合。
[0013] 各組分性能如下：
[0014] Co :即鈷，銀白色鐵磁性金屬，表面拋光后有淡藍(lán)光澤，比較硬而脆，在硬度、抗拉 強(qiáng)度性能方面與鐵和鎳類似。
[0015] Mn :呈灰白色，脆硬，能提高涂層的硬度。
[0016] Ti :具有金屬光澤，有延展性，密度小，機(jī)械強(qiáng)度大，質(zhì)地堅(jiān)韌，耐酸性好，可提高涂 層的防腐蝕性能。
[0017] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti 均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終 采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制成的涂層具有高硬度、耐磨性、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)， 微觀組織結(jié)構(gòu)均勻，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、模具再制造等 領(lǐng)域，彌補(bǔ)了現(xiàn)有涂層材料的不足。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 圖1為本發(fā)明制成的涂層的組織結(jié)構(gòu)及晶體形貌圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0022] 實(shí)施例一：
[0023] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分：
[0024] Co 占 73. 7%，Zn 占 16%，Mn5%，Ti 占 5%，微量添加劑占 0· 3%。
[0025] 所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照I : 1. 5 : 1 : 3 : 3的比例混合。
[0026] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti 均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終 采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
[0027] 實(shí)施例二：
[0028] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分：
[0029] Co 占 83. 2%，Zn 占 10%，Mn 占 3%，Ti 占 3%，微量添加劑占 0· 8%。
[0030] 所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照I : 1. 5 : 1 : 3 : 3的比例混合。
[0031] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti 均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終 采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
[0032] 實(shí)施例三：
[0033] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分：
[0034] Co 占 73%，Zn 占 12. 5%，Mn 占 7%，Ti 占 7%，微量添加劑占 0· 5%。
[0035] 所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照I : 1. 5 : 1 : 3 : 3的比例混合。
[0036] 一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti 均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終 采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
[0037] 實(shí)施例四：
[0038] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分：
[0039] Co 占 77%，Zn 占 8. 6%，Mn 占 7%，Ti 占 7%，微量添加劑占 0· 4%。
[0040] 所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照I : 1. 5 : 1 : 3 : 3的比例混合。
[0041] -種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti 均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終 采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
[0042] 為了論證本發(fā)明的實(shí)際效果，特采用等離子技術(shù)在模具上制得Co-Zn-Mn-Ti涂 層，將實(shí)施例一至實(shí)施例四實(shí)施后，分別測(cè)試了結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨 損性能，并利用XRD對(duì)涂層進(jìn)行了相結(jié)構(gòu)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
[0048] 參照?qǐng)D1并結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)可知，制得的涂層致密，且分布均勻、顆粒完整 具有較好的組織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能。經(jīng)過(guò)不同的配比可以使Co-Zn-Mn-Ti涂層的硬度 達(dá)到HRC60,具有高硬度和抗磨損性能。涂層厚度可達(dá)3毫米，涂層韌性、結(jié)合度高，極大的 提升了涂層的堆積厚度。此納米材料優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好與傳統(tǒng)合金材料 相比有著較大的進(jìn)步。這表明制備的Co-Zn-Mn-Ti涂層具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能，可廣 泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和航空航天領(lǐng)域。
[0049] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受步驟實(shí)施例的限制，步驟實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效 物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，其特征在于：包括以下質(zhì)量百分比的組分： Co占70%~85%，Zn占5%~20%，Mn占3%~7%，Ti占3%~7%，微量添加劑占 0? 2%~0? 8%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料，其特征在于：所述微量添加劑 由（：、附、8、1、卩6按照1:1.5:1:3:3的比例混合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料的制備方法，其特征在于：所述 方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合 微量添加劑制成的納米粉末，最終采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Co-Zn-Mn-Ti涂層材料及制備方法，包括以下質(zhì)量百分比的組分：Co占70％～85％，Zn占5％～20％，Mn占3％～7％，Ti占3％～7％，微量添加劑占0.2％～0.8％。所述微量添加劑由C、Ni、B、W、Fe按照1︰1.5︰1︰3︰3的比例混合。方法步驟如下：所述Co、Zn、Mn、Ti均采用氣霧化法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合微量添加劑制成的納米粉末，最終采用等離子噴涂工藝噴涂在零件表面形成涂層。本發(fā)明制成的涂層具有高硬度、耐磨性、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，微觀組織結(jié)構(gòu)均勻，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、模具再制造等領(lǐng)域，彌補(bǔ)了現(xiàn)有涂層材料的不足。
【IPC分類】C23C4/12, C23C4/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104947032
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510353229
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】安徽再制造工程設(shè)計(jì)中心有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日