[發(fā)明專(zhuān)利]一種高密度碳化鎢耐磨涂層的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910248543.4
• 申請(qǐng)日: 2009-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101717911A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁福河;王璐;張佳平;李曉罡;穆坤桐;黃愛(ài)華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C4/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C4/10
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大專(zhuān)利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種涂層的制備方法，特別涉及一種高密度碳化鎢耐磨涂層的制備方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的前、后機(jī)匣分別采用鐵基和鎳基合金制作，在使用過(guò)程中，前后機(jī) 匣的對(duì)接處處于振動(dòng)狀態(tài)，并容易發(fā)生沖擊磨損，原有的耐磨涂層由于硬度較低、韌性較差， 在磨損一段時(shí)間后發(fā)生損壞，使前后機(jī)匣的壽命縮短，制備一種高耐磨性能的涂層，解決航 空設(shè)備的磨損，延長(zhǎng)航空設(shè)備的使用壽命是目前急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高密度碳化鎢耐磨涂層的制備方法，目的在于通過(guò) 選擇涂層粉末，采用超音速火焰噴涂方法，調(diào)節(jié)噴涂參數(shù)，在鐵基、鎳基鍛造合金上獲得具 有高密度的耐磨涂層。

本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行：

1、將碳化鎢涂層粉末平鋪烘干，平鋪厚度10～30mm，烘干溫度為90～110℃，烘干時(shí)間 至少2h。

2、將鐵基或鎳基鍛造合金表面用有機(jī)溶劑清洗干凈，然后采用吹砂方法去除氧化皮等 雜質(zhì)。所述的有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。

3、將鐵基或鎳基鍛造合金固定，采用超音速火焰噴涂設(shè)備，將上述碳化鎢涂層粉末噴 涂到鐵基或鎳基鍛造合金表面，噴涂的工藝參數(shù)為：噴涂距離360～390mm，送粉速率 65～80g/min，送粉氣體壓力3.5～4.0bar，獲得耐磨涂層。

4、清理鐵基或鎳基鍛造合金表面。

上述的碳化鎢涂層粉末成分按重量百分比為Co?15～19％，C?4.5～6％，F(xiàn)e?0～2.5％，余量 為W。

獲得的耐磨涂層厚度為0.20～0.35mm，涂層的組織特征為，碳化物在鈷基體內(nèi)均勻分布， 界面污染小于10％，涂層中氧化物含量≤1％，孔隙率≤0.5％，未熔顆粒占40～65％；涂層的 拉伸強(qiáng)度至少為69MPa，R15N宏觀(guān)硬度至少85，HV0.3顯微硬度為950～1300；與等離子噴 涂方式獲得的涂層相比，耐磨性能有極大提高。

本發(fā)明的高密度碳化鎢耐磨涂層的制備方法工藝可靠，適合批量生產(chǎn)，不僅能用于航空 發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)前、后機(jī)匣對(duì)接磨損處耐磨涂層的涂覆，而且可以應(yīng)用于各種類(lèi)型的地面燃?xì)? 機(jī)輪以及能源、電力、印刷等行業(yè)的易磨損部件的涂層涂覆，可以有效延長(zhǎng)部件的使用壽命， 具有廣泛的應(yīng)用前景。上述方法涂覆的涂層經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的前、后機(jī)匣壽命從原 來(lái)的200h提高到1000h，采用本發(fā)明的方法能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例中采用的超音速火焰噴涂設(shè)備為JP-5000型超音速火焰噴涂設(shè)備，火焰噴 涂過(guò)程中粉末粒子的速率為350～400m/s，氧氣流量為1720～1750SCFH(立方英尺/小時(shí))， 氧氣壓力為180～210psi(磅/平方英寸)，煤油流量為6.4～7.0GPH(加侖/小時(shí))，煤油壓力為 150～180psi(磅/平方英寸)。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的鐵基鍛造合金型號(hào)為M152。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的鎳基鍛造合金型號(hào)為GH909。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的吹砂時(shí)采用36目白剛玉，吹砂時(shí)壓縮空氣的壓強(qiáng)為0.2～0.4MPa， 吹砂距離90～110mm，角度為70°～80°。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的碳化鎢涂層粉末為Diamalloy?2005，成分按重量百分比為Co 15～19％，C?4.5～6％，F(xiàn)e?0～2.5％，余量為W。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的乙醇和丙酮為工業(yè)用產(chǎn)品。

實(shí)施例1

采用的碳化鎢涂層粉末成分按重量百分比為Co?19％，C?6％，F(xiàn)e?2.5％，余量為W。

基體采用M152鐵基鍛造合金。

將碳化鎢涂層粉末平鋪烘干，平鋪厚度30mm，烘干溫度為110℃，烘干時(shí)間2h。

將鐵基鍛造合金表面用丙酮清洗干凈，然后采用吹砂方法去除氧化皮等雜質(zhì)。

將鐵基鍛造合金用夾具固定，采用超音速火焰噴涂設(shè)備，將上述碳化鎢涂層粉末噴涂到 鐵基鍛造合金表面，噴涂的工藝參數(shù)為：噴涂距離360mm，送粉速率65g/min，送粉氣體壓 力3.5bar，氧氣流量為1720SCFH，煤油流量為6.4GPH。

拆除夾具，采用壓縮空氣去除鐵基鍛造合金表面的浮灰。