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CN106048498A - 一种Fe‑SiO2‑TiO2纳米涂层及其制备方法 - Google Patents

一种Fe‑SiO2‑TiO2纳米涂层及其制备方法 Download PDF

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CN106048498A
CN106048498A CN201610662040.1A CN201610662040A CN106048498A CN 106048498 A CN106048498 A CN 106048498A CN 201610662040 A CN201610662040 A CN 201610662040A CN 106048498 A CN106048498 A CN 106048498A
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CN
China
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tio
sio
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CN201610662040.1A
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Inventor
程敬卿
周乾坤
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WUHU DINGHENG MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
WUHU DINGHENG MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种Fe‑SiO2‑TiO2纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量份数为Fe占36‑55份、SiO2占42‑58份、TiO2占2‑10份、微量元素占0.53‑0.94份；制备方法包括以下步骤：(1)采用气雾化法制得Fe‑SiO2‑TiO2的纳米球；(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的Mo、Ti、Sn、Cu制得混合粉末；(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在工件表面制备Fe‑SiO2‑TiO2纳米涂层。本发明制成的Fe‑SiO2‑TiO2纳米涂层的硬度可达到HRC65，密度可达7.3g/cm3,喷涂厚度可达5毫米。

Description

一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂材料技术领域，具体说是一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层及其制备方法。
背景技术
热喷涂，是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形成喷涂层的一种金属表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”，把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。
热喷涂材料多种多样，不同使用要求下需要不同的材料及不同的配比，现有的材料共有的缺陷是喷涂硬度不足，耐磨性差，不能有效延长零件使用寿命，没有充分发挥热喷涂技术的优势。
发明内容
为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Fe占36-55份、SiO2占42-58份、TiO2占2-10份、微量元素占0.53-0.94份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，所述Mo、Ti、Sn、Cu的质量配比为0.75:0.5:1:2。
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-SiO2-TiO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的Mo、Ti、Sn、Cu制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在工件表面制备Fe-SiO2-TiO2纳米涂层。
本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的硬度可达到HRC64，密度可达8.54g/cm3,喷涂厚度可达4毫米，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着很大的进步。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Fe占36份、SiO2占42份、TiO2占2份、微量元素占0.53份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，所述Mo、Ti、Sn、Cu的质量配比为0.75:0.5:1:2。
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-SiO2-TiO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的Mo、Ti、Sn、Cu制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在工件表面制备Fe-SiO2-TiO2纳米涂层。
实施例二：
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Fe占55份、SiO2占58份、TiO2占10份、微量元素占0.94份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，Mo、Ti、Sn、Cu的质量配比为0.75:0.5:1:2。
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
实施例三：
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，其组分及各组分的质量份数为Fe占40份、SiO2占50份、TiO2占5份、微量元素占0.6份。
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，Mo、Ti、Sn、Cu的质量配比为0.75:0.5:1:2。
一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的制备方法，与实施例一相同。
采用超音速喷涂技术在工件上制得Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，带有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能对比实验结果见表1：
表1Fe-SiO2-TiO2纳米涂层与无涂层工件性能对比实验结果：
实验组编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
1 0.513 63.2 1035
2 0.489 68.9 1028
3 0.526 67.5 1049
平均值 0.509 66.5 1041
对比组 0.638 55.4 892
采用超音速喷涂技术在工件上制得Fe-SiO2-TiO2涂层，带有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的磨损量对比实验结果见表2：
表2Fe-SiO2-TiO2纳米涂层与工件的磨损量对比实验结果：
实验组编号 磨损前(g) 磨损后(g) 磨损量(g)
1 58.5474 58.5456 0.0018
2 58.2579 58.2555 0.0024
3 58.2857 58.2843 0.0014
对比组 58.6968 58.6904 0.0064
由表1和表2可见，Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的综合性能优异，耐磨性好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占36-55份、SiO2占42-58份、TiO2占2-10份、微量元素占0.53-0.94份；
所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，所述Mo、Ti、Sn、Cu的质量配比为0.75:0.5:1:2。
2.一种Fe-SiO2-TiO2纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Fe-SiO2-TiO2的纳米球；
(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用表面活性剂保护法混合研磨后的Mo、Ti、Sn、Cu制得混合粉末；
(3)将步骤(2)中制得的混合物采用超音速火焰喷涂工艺在工件表面制备Fe-SiO2-TiO2纳米涂层。
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