-CrC-Fe納米材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種Co3O4-CrC-Fe納米材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是利用某種熱源（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(yù)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(shù)。
[0003] 熱噴涂技術(shù)與傳統(tǒng)表面修復(fù)技術(shù)相比，具有十分明顯的優(yōu)勢，熱噴涂材料的研宄 是21世紀(jì)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)。
[0004] 隨著工程機(jī)械設(shè)備性能不斷提高，熱噴涂技術(shù)的發(fā)展主要受制于熱噴涂所用材 料，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、耐磨性差，難以滿足被修復(fù)工件的 使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決傳統(tǒng)涂層硬度較低等問題，本發(fā)明提供一種Co3O4-CrC-Fe納米材料及其 制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] Co3O4-CrC-Fe納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O 4占57-66份、CrC占 18-27份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 15-0. 66份。
[0008] 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。
[0009] 所述WC作為添加劑加入，能提高材料硬度。
[0010] Co3O4-CrC-Fe納米材料是一種陶瓷合金納米晶材料，其中含有鈷元素，鈷材料熔點(diǎn) 較高、硬度大，具有鐵磁性的，抗拉強(qiáng)度、機(jī)械加工性能、熱力學(xué)性質(zhì)以及電化學(xué)行為方面性 能較為優(yōu)越。由此，加入鈷元素能在很大程度上改善基體的韌性及高溫硬度，提高材料的強(qiáng) 度和耐磨性能。
[0011] 鉻元素材質(zhì)極硬，有很高的耐腐蝕性，鍍在金屬上可起保護(hù)作用。
[0012] 鐵的加入主要是增加材料的韌性，提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。
[0013] Co3O4-CrC-Fe納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)采用氣霧化法制得Co3O4-CrC-Fe的納米球，然后加入WC ;
[0015] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合C、Mo、Mn、Al制得納米粉 末。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制成的納米材料微觀組織結(jié)構(gòu)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。
[0017] 經(jīng)過不同配比實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明制成的涂層硬度達(dá)到HRC70,抗磨損性能優(yōu)越，適用于 耐高溫的工件表面改質(zhì)噴涂，具有一定的鐵磁性和絕緣性能，可用在一些特殊的合金材料 上。本發(fā)明制成的涂層的結(jié)合強(qiáng)度、抓附力較高，噴涂厚度可達(dá)4毫米，致密度良好。
[0018] 本發(fā)明所得納米材料優(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Co3O4-CrC-Fe涂層具有優(yōu)異的抗磨耐磨損性能，可廣泛應(yīng) 用于工業(yè)生產(chǎn)和航空航天領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020] 圖1是本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)及晶體形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0022] 實(shí)施例一
[0023] Co3O4-CrC-Fe納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O 4占57份、CrC占27 份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 15份。
[0024] 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。
[0025] Co3044-CrC_Fe納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0026] (1)采用氣霧化法制得Co3O4-CrC-Fe的納米球，然后加入WC ;
[0027] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合C、Mo、Mn、Al制得納米粉 末。
[0028] 實(shí)施例二
[0029] Co3O4-CrC-Fe納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O 4占66份、CrC占18 份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 25份。
[0030] 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。
[0031] Co3O4-CrC-Fe納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0032] 實(shí)施例三
[0033] Co3O4-CrC-Fe納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O 4占60份、CrC占22 份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 37份。
[0034] 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。
[0035] -種Co3O4-CrC-Fe納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0036] 實(shí)施例四
[0037] Co3O4-CrC-Fe納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O 4占62份、CrC占27 份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 66份。
[0038] 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。
[0039] Co3O4-CrC-Fe納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0040] 采用等離子噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Co3O4-CrC-Fe納米涂 層，帶有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨 損性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1 :
[0041] 表1 Co3O4-CrC-Fe納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0042]
[0043] 采用等離子噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Co3O4-CrC-Fe涂層，帶 有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的磨損量對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2 :
[0044] 表2 Co3O4-CrC-Fe納米涂層與20C〇鋼基體的磨損量對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0045]
[0046] 由表1和表2可見，Co3O4-CrC-Fe納米材料制成的涂層綜合性能優(yōu)異，耐磨性好。
[0047] 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)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(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)利要求書及其等效 物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. Co3O4-CrC-Fe納米材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O4占57-66 份、CrC占18-27份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0. 15-0. 66份； 所述微量元素為C、Mo、Mn、Al。 2. Co3O4-CrC-Fe納米材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先采用氣霧化法制得Co3O4-CrC-Fe的納米球，然后加入WC; (2) 將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合C、Mo、Mn、Al制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及Co3O4-CrC-Fe納米材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co3O4占57-66份、CrC占18-27份、Fe占18份、WC占1份、微量元素占0.15-0.66份；所述微量元素為C、Mo、Mn、Al；其制備方法包括以下步驟：(1)先采用氣霧化法制得Co3O4-CrC-Fe的納米球，然后加入WC；(2)將步驟(1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合C、Mo、Mn、Al制得納米粉末。本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)過不同配比實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明制成的涂層硬度達(dá)到HRC70，抗磨損性能優(yōu)越，適用于耐高溫的工件表面改質(zhì)噴涂，具有一定的鐵磁性和絕緣性能。
【IPC分類】C23C4/06, B22F9/08, B82Y40/00, C22C29/12
【公開號】CN104928609
【申請?zhí)枴緾N201510353185
【發(fā)明人】程敬卿
【申請人】安徽再制造工程設(shè)計(jì)中心有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月24日