[發明專利]一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201310531329.6
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103556145A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張瑞珠;史權;盧偉;李勇;閻鎮威;劉曉東
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F1/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 王瑞麗

技術領域

本發明涉及金屬材料表面改性處理技術領域，具體涉及一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法。

背景技術

WC材料因具有硬度高、耐磨、耐腐性好的特點，從而廣泛應用于國民經濟各個行業。目前，常見的金屬表面處理方法有激光表面淬火、等離子噴涂、超音速噴涂等，激光表面淬火和超音速噴涂成本高；等離子熔覆工藝不好控制，涂層不均勻，從工業實用化的角度來看，尚需作進一步的深入研究。

發明內容???????????????

本發明的目的提供一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，采用高放熱的SHS體系熔鑄制備高性能的WC耐磨耐腐涂層，點火后反應物自發的燃燒形成熔體，冷卻后得到SHS-熔鑄改性WC涂層，涂層與基體之間形成冶金結合，涂層結合力強，硬度高，耐磨、耐腐性好，同時，工藝簡單，操作方便，降低了生產成本，提高了效益。

本發明采用以下技術方案：??

一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，具體步驟如下：

（1）以粒度均小于150目，純度大于99%的WO_3?、Al和C為原料，WO_3?、Al、和C按摩爾比1:2:1混合，然后，加入摩爾分數為1%～5%的Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末配成混合粉；

（2）取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨機上球磨，使之混合均勻、細化后備用；

（3）將混合粉均勻的鋪在基體表面，在氬氣保護下，引爆點燃混合粉，反應自發進行，反應溫度為5000～6500K，至到反應結束，基體表面形成WC涂層，涂層厚度為0.5～3mm，涂層硬度達到1800～2000Hv。

WC涂層中同時還有Ti、Ni、Cr、Mo與W和C的復雜化合物，加入的Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末，目的是提高防腐性能，得到的涂層耐磨耐腐蝕性能提高3-5倍，且涂層與基體冶金結合，結合力強，力學性能好。

作為優選，所述步驟（2）中，混合粉占球磨罐體積的30%～50%。

作為優選，所述步驟（1）中，Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:1。

本發明的有益效果為：????????

SHS-熔鑄涂層是一種利用化學反應放熱使反應持續進行以合成涂層的新技術，它具有反應速度快、設備簡單、能耗低、操作方便等優點。采用SHS-熔鑄制備WC涂層是一個新的思路，整個反應過程主要依靠反應物自身放熱來維持至到反應結束制備WC，采用SHS-熔鑄制備改性WC涂層，降低了成本，提高了涂層性能，延長了使用壽命，效益顯著。SHS-熔鑄涂層是將一高放熱反應原料置于基體（如鋼）表面，點火后反應物自發的燃燒形成熔體，冷卻后得到SHS-熔鑄改性WC涂層涂層，涂層與基體之間形成冶金結合，涂層結合力強，該技術設備簡單，反應速度快，成本低，因此經濟效益顯著。

具體實施方式

以下用實施例對本發明作進一步的詳細說明：

實施例1：

選擇粒度均小于150目，純度大于99%的WO_3?、Al和C為原料，按摩爾比1:2:1混合，加入1%摩爾分數的Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末，Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:1，配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐體積的30%～50%；然后把球磨罐放到球磨機上球磨，使之混合均勻、細化后備用；取混合粉300g，均勻的鋪在基體(鋼)表面，在氬氣氣保護下，引爆點燃混合粉，反應自發進行（反應溫度為5000K），至到反應結束形成SHS-熔鑄WC涂層，同時還有Ti、Ni、Cr、Mo與W和C的復雜化合物，涂層厚度為0.5mm，涂層硬度達到1800Hv。得到的改性涂層耐磨耐腐蝕性能提高3-5倍，且涂層與基體冶金結合，結合力強，力學性能好。

實施例2：