本发明专利技术公开了一种用于金属表面防腐耐磨的涂层，该涂层材料的原料组分质量百分比如下：Mn粉：20~30%；Cr粉：7~12%；Al粉：7~12%；硼铁粉：10~25%；纳米Al2O3粉：1~4%；硅铁粉：0.5~1.0%。采用本发明专利技术的涂层，基体-熔覆层-渗氮层结合良好，无空隙、疏松，无裂纹，涂层组织结构晶粒细小，表面硬度高，具有良好的耐磨性和耐大气腐蚀性能，且涂层质量稳定。另外，本发明专利技术的涂层加工方法成本低，加工过程中无废气、废渣排放。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于金属表面防腐耐磨的涂层，该涂层材料的原料组分质量百分比如下：Mn粉：20~30%；Cr粉：7~12%；Al粉：7~12%；硼铁粉：10~25%；纳米Al2O3粉：1~4%；硅铁粉：0.5~1.0%。采用本专利技术的涂层，基体-熔覆层-渗氮层结合良好，无空隙、疏松，无裂纹，涂层组织结构晶粒细小，表面硬度高，具有良好的耐磨性和耐大气腐蚀性能，且涂层质量稳定。另外，本专利技术的涂层加工方法成本低，加工过程中无废气、废渣排放。【专利说明】
本专利技术涉及金属部件表面处理技术，特别涉及。
技术介绍
金属材料的腐蚀、磨损已成为其主要失效形式，所造成经济损失十分惊人。据统计每年由于腐蚀、磨损而损耗的钢材占全世界钢产量的1/10，我国每年因腐蚀和磨损造成的损失近达4000亿元。因此，为了提高钢材的抗腐蚀耐磨损性能，在金属基材表面制备防腐耐磨强化的涂层是一种经济且有效的途径。在金属基材表面激光熔覆中通常采用具有较好的耐磨、耐蚀性能的Ni基、Co基合金粉末，但是由于其价格昂贵，难以在表面强化领域推广应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供，提高金属基材的耐磨耐腐蚀，同时结合离子渗氮技术，可以改善熔覆层组织的不均匀性，进一步提高金属表面的硬度和耐磨，提高涂层的综合性能。为了 解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决: 本专利技术一方面涉及一种用于金属表面防腐耐磨的涂层，其特征在于，该涂层材料的原料组分质量百分比如下: Mn 粉:20~30% Cr 粉:7~12% Al 粉:7~12% 硼铁粉:10-25% 纳米Al2O3粉(平均粒径为20~200 nm):1~4% 硅铁粉:0.5~1.0% 其余为Fe和不可避免杂质，优选的，所述杂质总含量小于1%。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的涂层通过激光熔覆表面强化涂层制备。进一步优选的，激光熔覆工艺在零件表面制备涂层的具体步骤包括:将粉末进行100^120 °C烘干1.5~2 h，工艺参数设置为:输出电流为10(Tl30A，扫描速率为60~200 mm/min,激光频率为3~IOHz，脉宽为6.0ms0本专利技术另一方面还涉及在基体表面涂覆金属表面防腐耐磨涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)选取将要强化的零部件作为基体，对零件的待强化进行进行预处理，用砂轮或砂纸打磨待加工零部件的表面以除锈，用酒精或丙酮清除零部件表面的油污； (2)通过激光熔覆表面强化涂层在基体表面上述的涂层； (3)对涂层涂层后的表面进行打磨和抛光处理，使表面粗糙度和清洁度达到所需的要求；(4)对涂层涂层后的表面进行离子渗氮处理，使得涂层的最外层的渗氮层厚约20-30μ m0在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤(3)中将涂层表面精磨至表面粗糙度Ra=0.4^0.8 μ m，并用酒精清洗涂层表面。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于:步骤(4)中所用的离子渗氮炉先边加热边抽真空至30 Pa以下，炉内温度为15(T200 °C时，然后开启弧光放电电源，且渗氮工艺参数设置为:炉内通氨气和石油烃，氨气流量为0.1 m3/h，炉内压力为100-200 Pa，渗氮温度为520~600 °C，渗氮时间5~8h。采用本专利技术的涂层，基体-熔覆层-渗氮层结合良好，无空隙、疏松，无裂纹，涂层组织结构晶粒细小，表面硬度高，具有良好的耐磨性和耐大气腐蚀性能，且涂层质量稳定。另外，本专利技术的涂层加工方法成本低，加工过程中无废气、废渣排放。【专利附图】【附图说明】结合附图，本专利技术的其他特点和优点可从下面通过举例来对本专利技术的原理进行解释的优选实施方式的说明中变得更清楚。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是涂层横截面上的显微硬度分布检测结果。【具体实施方式】实施例一: (I)表面预处理 砂轮或砂纸打磨待加工H13钢表面，除锈，用酒精或丙酮清除油污。(2)激光熔覆表面强化涂层制备 混合粉末=Fe-Mn-Cr合金粉,粉末配比: Fe 粉:35% Mn 粉:25% Cr 粉:10% Al 粉:10% 硼铁粉:17% 纳米Al2O3粉:2% 娃铁粉:1% 粉末进行10(T120 °C烘干1.5^2 h，以去除粉末表面吸附的水分； 试验时激光工艺参数:输出电流为130 A，扫描速率为180 mm/min，激光频率为10 Hz,脉宽为6.0 ms。采用大面积多道搭接熔覆方法，搭接率为40%~80%; (3)熔覆层后处理 表面打磨，抛光，将试样表面精磨至表面粗糙度Ra=0.4^0.8 μ m,并用酒精清洗涂层表面。(4)离子渗氮离子渗氮炉先边加热边抽真空至30 Pa以下，炉内温度为150-200 1:时，然后开启弧光放电电源，渗氮工艺参数:炉内通氨气和石油烃，氨气流量为0.1 m3/h，炉内压力为180~200 Pa，渗氮温度为580~600 °C，渗氮时间8 h。(5)熔覆层的最外层(渗氮层)厚约20-30 μ m0基体-熔覆层-渗氮层结合良好，无空隙、疏松，无裂纹，涂层组织结构晶粒细小，表面硬度高，具有良好的耐磨性和耐大气腐蚀性能,且涂层质量稳定。此加工方法成本低,加工过程中无废气、废渣排放。性能测试: (O显微硬度:用HMV-2T型显微硬度计对涂层样品横截面沿深度方向进行硬度测试，分别对涂层表层(渗氮层)和中间层(熔覆层)进行多点测试并计算平均值，其硬度值分布为HV1513和HV983，具体检测结果如图1所示。(2)耐磨性试验:用球盘式摩擦试验机进行摩擦磨损试验,涂层的比磨损率为2.498X ICT6 mm3/(N.m)，相对于钢基体试样的比磨损率(20.713X ICT6 mm3/(N.m))下降了87.9%，具有优良的耐磨性。(3)腐蚀实验:将涂层样品浸泡在10% NaCl溶液中，腐蚀失重随时间基本呈线性增加，腐蚀速率为73.3 mg/ (m2.h)，具有优良的耐腐蚀性能。实施例二: (1)表面预处理 砂轮或砂纸打磨待加工NAK80模具钢表面，除锈，用酒精或丙酮清除油污 (2)激光熔覆表面强化涂层制备 混合粉末=Fe-Mn-Cr合金粉,粉末配比:Fe 粉:31.5% Mn 粉:30% Cr 粉:12% Al 粉:12% 硼铁粉:10% 纳米A1203粉:4% 硅铁粉:0.5 % 粉末进行10(T120 °C烘干1.5^2 h，以去除粉末表面吸附的水分； 试验时激光工艺参数:输出电流为110A，扫描速率为100 mm/min,激光频率为6 Hz,脉宽为6.0ms0采用大面积多道搭接熔覆方法，搭接率为40%~80% ； (3)熔覆层后处理 表面打磨，抛光，将试样表面精磨至表面粗糙度Ra=0.4^0.8 μ m,并用酒精清洗涂层表面。(4)离子渗氮 离子渗氮炉先边加热边抽真空至30 Pa以下，炉内温度为150-200 1:时，然后开启弧光放电电源，渗氮工艺参数:炉内通氨气和石油烃，氨气流量为0.1 m3/h，炉内压力为160^180 Pa，渗氮温度为600 °C，渗氮时间5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于金属表面防腐耐磨的涂层，其特征在于，该涂层材料的原料组分质量百分比如下：Mn粉：20~30%Cr粉：7~12%Al粉：7~12%硼铁粉：10~25%纳米Al2O3粉：1~4%硅铁粉：0.5~1.0%其余为Fe和不可避免杂质，优选的，所述杂质总含量小于1%，进一步优选小于0.5%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晟，朱流，方淳，王金芳，高玉新，方志刚，程虎，王佳伟，秦未，王刚，
申请(专利权)人：王金芳，台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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