[發明專利]一種新型WC-Cr3C2-Ni熱噴涂粉末及其制備工藝

無效

• 申請號: 201210061980.7
• 申請日: 2012-03-11
• 公開（公告）號: CN102586713A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張永會;鄔海波;鄧邦華
• 申請（專利權）人: 贛州章源鎢業新材料有限公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/10;C09D5/46;B22F9/00;B22F1/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

技術領域

本發明涉及用于超音速高速火焰噴涂或者其它熱噴涂粉末技術，特別是一種新型WC-Cr₃C₂-Ni熱噴涂粉末及其制備工藝。?

背景技術

熱噴涂技術是表面改質領域中的一項關鍵技術，通過在被加工工件表面制備一層耐磨涂層，使工件獲得優良的使用性能。在眾多的碳化物中，碳化鎢和碳化鉻作為熱噴涂材料在工業上得到應用。碳化鎢和碳化鉻具備陶瓷材料耐高溫抗氧化、高強度、高硬度及耐腐蝕性能好等特點，廣泛地應用于航空航天、冶金、機械等領域。相對于電鍍硬鉻層，熱噴涂WC-Cr₃C₂-Ni涂層在耐磨性、耐蝕性等方面有明顯的優勢，尤其應用于沿海或島嶼國家地區，而且制備速度快，環境污染小。?

在改善熱噴涂涂層特性的工藝中，超音速火焰噴涂WC-Co(Ni)時表現出了優良的特性。特別是噴涂WC-Cr₃C₂-Ni時，其高溫抗氧化性、耐磨、耐蝕性等方面具有非常優秀的表現，尤其是耐蝕性能較好，廣泛應用在沿海領域或島嶼國家的耐腐工件上，但其脆性限制了它們的應用。?

發明內容

本發明目的是提供一種新型WC-Cr₃C₂-Ni熱噴涂粉末及其制備工藝，它能夠改善熱噴涂后涂層的相關性能，既能確保涂層具有優異的耐磨性、高溫抗氧化性能，又能獲得較好的涂層韌性。?

本發明技術方案：一種新型WC-Cr₃C₂-Ni熱噴涂粉末，由兩種粒度的碳化鎢、碳化鉻和鎳以及微量碳化鈦組成，碳化鎢的質量百分比為73％，碳化鉻的質量百分比為19.5％，鎳含量的質量百分比為7％，晶粒抑制劑碳化鈦的的質量百分比為0.5％。?

其中原料碳化鎢是由粒度為0.05-0.2微米的納米碳化鎢和2.0-8.0微米的中顆粒碳化鎢按一定比例混合組成，其中納米碳化鎢的質量百分比為22-51％，中顆粒碳化鎢的質量百分比為22-51％。?

其松裝比為4.0-5.8g/cm³。?

制備一種新型WC-Cr₃C₂-Ni熱噴涂粉末的工藝，包括以下步驟：?

A、備料：?

制備質量百分比為22-51％、粒度為0.05-0.2微米的納米碳化鎢，備好質量百分比為?22-51％、粒度為2.0-8.0微米的中顆粒碳化鎢；?

根據美國英佛曼公司“金屬碳化物的制備方法”專利，專利號2004100430580生產納米碳化鎢，中顆粒碳化鎢為通用產品；?

B、混料：?

首先依據工藝要求，向球磨設備加入步驟A的納米碳化鎢、中顆粒碳化鎢和質量百分比為19.5％碳化鉻和7％的鎳粉，然后加入占原料質量百分比為25％、溫度為10-15℃的去離子水及質量百分比為2.0％的聚乙烯醇進行混料，球磨時間為22-28小時；因原料中含有部分納米碳化鎢粉，為防止其生產過程中氧化和晶粒長大，在配料時還必須加入質量百分比為0.3％的有機抗氧化劑，加入質量百分比為0.5％的晶粒生長抑制劑碳化鈦；?

C、造粒：?

采用開放式離心噴霧干燥塔進行干燥造粒，得到球形混合料，離心霧化盤轉速為8000-12000轉/分鐘；?

D、燒結：?

將混合料裝入石墨舟皿中，置于鉬絲爐中，在氫氣保護氣氛中進行連續燒結，推舟速度為9-12分鐘/舟，燒結溫度為1100-1300℃；?

E、破碎分級：?

燒結后的過程產品采用機械方式破碎，并根據粒度分布區間采用過篩或氣流分級的方式得到最終產品熱噴涂粉末，其中粒度規格為15-45微米，松裝密度為4.0-4.8g/cm³。?

WC基熱噴涂粉末主要用于超音速高速火焰噴涂或者其它熱噴涂涂層制備工藝，因此熱噴涂粉末的粒度分布在5-75微米之間。根據不同的熱噴涂工藝，實際使用的熱噴涂粉末的粒度分布可在不同的區間，如5-30微米、10-38微米、15-45微米、20-53微米、45-75微米等。?