[發(fā)明專利]碳化鎢/鈷系涂層材料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810064860.6
• 申請(qǐng)日: 2008-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN101302364A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鈾;周紅霞;彭飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D1/00
• 分類號(hào): C09D1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 金永煥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種涂層材料。

背景技術(shù)

現(xiàn)有應(yīng)用于石油開采業(yè)、化工制造業(yè)、制藥業(yè)、造紙業(yè)、印染業(yè)、冶金業(yè)、建材建造業(yè)、海洋開發(fā)、環(huán)護(hù)等領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備，因受到各種化學(xué)介質(zhì)、腐蝕性氣體或海水等的作用的腐蝕，使腐蝕后機(jī)械設(shè)備表面出現(xiàn)的顆粒狀磨粒的腐蝕產(chǎn)物，將會(huì)與空氣中的灰塵結(jié)合而后使金屬表面產(chǎn)生“犁皺”或“劃傷”，這樣一來(lái)，“犁皺”或“劃傷”處裸露的新生表面又加速了金屬表面的腐蝕速度，腐蝕產(chǎn)物又成為新磨粒加速磨損。使得出現(xiàn)惡性循環(huán)，加快了這類機(jī)械設(shè)備零部件的過(guò)早失效，甚至?xí)?dǎo)致重大事故的發(fā)生。

制造機(jī)械設(shè)備所采用的金屬材料為耐蝕性一般的不銹鋼和鈦合金，此類材料的耐磨性也不好；而工業(yè)上廣泛采用的對(duì)金屬表面鍍硬鉻的方法存在著工藝復(fù)雜、沉積速率低、難于沉積厚涂層、在溫度達(dá)到260℃以上時(shí)鍍鉻層會(huì)發(fā)生軟化，導(dǎo)致耐磨性顯著下降并鍍硬鉻會(huì)造成環(huán)境污染等問(wèn)題。

采用碳化鎢/鈷金屬陶瓷的涂層可以有效的保護(hù)金屬基體，但現(xiàn)有的碳化鎢/鈷金屬陶瓷涂層的耐磨性較差、耐腐蝕性較低，仍然無(wú)法滿足機(jī)械設(shè)備中零部件對(duì)耐磨程度及耐腐蝕性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有碳化鎢/鈷金屬陶瓷涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問(wèn)題，而提供的碳化鎢/鈷系涂層材料。

碳化鎢/鈷系涂層材料按質(zhì)量百分比由97.0％～99.9％的碳化鎢/鈷系粉末和0.1％～3.0％的稀土元素或納米稀土氧化物制成。

本發(fā)明通過(guò)摻加稀土對(duì)涂層材料進(jìn)行處理，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使碳化鎢/鈷系涂層材料顯微硬度提高了42％，彈性模量提高了6.2％～14.9％，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時(shí)也對(duì)提高改性層的綜合力學(xué)性能有顯著的作用。

本發(fā)明的碳化鎢/鈷系涂層材料是將原材料的碳化鎢/鈷系粉末和稀土元素或納米稀土氧化物的混合物采用超音速火焰噴涂(HVOF)技術(shù)、氧-乙炔堆焊技術(shù)、熔化極氬弧焊(MIG)堆焊技術(shù)、埋弧堆焊技術(shù)、亞音速噴涂技術(shù)、爆炸噴涂技術(shù)或等離子熔-噴等技術(shù)噴涂到金屬機(jī)體(碳鋼材料、不銹鋼材料、合金鋼材料、有色金屬材料、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、銅及銅合金或鎳及鎳合金)上得到的，此設(shè)備占地面積小、工藝操作簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是碳化鎢/鈷系涂層的顯微硬度測(cè)量值圖，圖1中的“W₁”為具體實(shí)施方式九所得到的碳化鎢/鈷系涂層的顯微硬度測(cè)量值，“W₀”為不摻加稀土涂層的顯微硬度測(cè)量值，“W₂”為摻加2％的納米稀土氧化物CeO₂涂層的顯微硬度測(cè)量值；圖2是碳化鎢/鈷系涂層的彈性模量測(cè)量值圖，圖2中“H₁”為具體實(shí)施方式九所得到的碳化鎢/鈷系涂層彈性模量測(cè)量值，“H₀”為不摻加稀土涂層的彈性模量測(cè)量值，“H₂”為摻加2％的納米稀土氧化物CeO₂涂層的彈性模量測(cè)量值；圖3是碳化鎢/鈷系涂層的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量值圖，圖3中“T₁”為具體實(shí)施方式九所得到的碳化鎢/鈷系涂層的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量值，“T₀”為不摻加稀土涂層的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量值，“T₂”為摻加2％的納米稀土氧化物CeO₂涂層的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量值；圖4為具體實(shí)施方式九所得到的碳化鎢/鈷系涂層的磨痕照片；圖5為不摻加稀土涂層的磨痕照片；圖6為摻加2％的納米稀土氧化物CeO₂涂層的磨痕照片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不僅限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合及可直接準(zhǔn)確推測(cè)出的技術(shù)內(nèi)容。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式碳化鎢/鈷系涂層材料按質(zhì)量百分比由97.0％～99.9％的碳化鎢/鈷系粉末和0.1％～3.0％的稀土元素或納米稀土氧化物制成。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：碳化鎢/鈷系涂層材料按質(zhì)量百分比由97.5％～99.5％的碳化鎢/鈷系粉末和0.5％～2.5％的稀土元素或納米稀土氧化物制成。其它與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：碳化鎢/鈷系涂層材料按質(zhì)量百分比由98.0％～99.0％的碳化鎢/鈷系粉末和1.0％～2.0％的稀土元素或納米稀土氧化物制成。其它與具體實(shí)施方式一相同。