[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備熱噴涂用WC-Co粉末的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410195538.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103920887A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴煜;譚興龍;鄧軍旺;王艷艷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南頂立科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F9/22
• 分類(lèi)號(hào): B22F9/22;C23C4/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱噴涂材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備熱噴涂用WC-Co粉末的方法。

背景技術(shù)

WC-Co基金屬陶瓷是碳化物基金屬陶瓷中研究最多、應(yīng)用最廣的金屬陶瓷，其中WC-Co金屬陶瓷的熱噴涂涂層，由于其良好的硬度和韌性，廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、冶金、機(jī)械等領(lǐng)域。利用超音速火焰噴涂(HVOF)技術(shù)制備WC-Co粉末系涂層是研究的熱點(diǎn)，可替代能耗高、污染嚴(yán)重的電鍍硬鉻技術(shù)，以解決航天器的耐磨性能及修復(fù)磨損部件。

現(xiàn)有技術(shù)中，WC-Co粉末系金屬熱噴涂用WC-Co粉末的制備方法包括熔化法、燒結(jié)-破碎法、等離子體球化法和團(tuán)聚燒結(jié)(噴霧造粒)-破碎法等，但是熔化法、燒結(jié)破碎法生產(chǎn)的噴涂粉末顆粒形貌不規(guī)則，球形度較差，流動(dòng)性能差，粉末沉積率較低，涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度較差，使用過(guò)程中涂層易出現(xiàn)裂紋甚至剝落現(xiàn)象而失效，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中給周?chē)h(huán)境帶來(lái)粉塵和噪音污染。對(duì)于等離子體球化法，由于整個(gè)球化過(guò)程是在高溫和保護(hù)氣氛環(huán)境中進(jìn)行的，對(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高昂。對(duì)于傳統(tǒng)團(tuán)聚燒結(jié)-破碎法，雖然也能獲得性能優(yōu)良的熱噴涂粉末，但粉末在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中保溫時(shí)間較長(zhǎng)，耗能大，且燒結(jié)后的粉末粘結(jié)呈塊狀，需進(jìn)行破碎、分級(jí)，延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，使得生產(chǎn)成本升高。

目前發(fā)展了一種噴霧造粒法，其是目前工業(yè)化生產(chǎn)WC-Co粉末系金屬熱噴涂方法之一。如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110336004.3、CN201210061980.7、CN201110321680.3和CN201210370225.7均是采用噴霧造粒法進(jìn)行WC-Co熱噴涂粉末的制備，原理基本相同，都能夠制備出性能優(yōu)異熱噴涂碳化鎢鈷復(fù)合粉。但是，這些方法存在制備過(guò)程中需要添加成型劑，增加后續(xù)脫蠟工藝、破碎和篩分，同時(shí)脫蠟過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備熱噴涂用熱噴涂用WC-Co粉末的方法，本發(fā)明提供的方法避免脫蠟、破碎和篩分，縮短了工藝流程、Co相均勻包覆WC晶粒。

本發(fā)明提供了一種制備熱噴涂用WC-Co粉末的方法，包括以下步驟：

將碳化鎢、水溶性鈷鹽、碳源和水混合，得到混合料漿；

將所述混合料漿球磨后進(jìn)行噴霧造粒，得到鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末；

將所述鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末進(jìn)行還原碳化，得到WC-Co粉末。

優(yōu)選的，所述水溶性鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷、氯化鈷和硫酸鈷中一種或幾種。

優(yōu)選的，所述碳化鎢、水溶性鈷鹽和碳源的質(zhì)量比為a:b:c，50≤a≤70，28≤b≤49，0＜c≤2。

優(yōu)選的，所述碳化鎢的粒度為0.1μm～8.0μm。

優(yōu)選的，所述碳源包括炭黑、燈黑、碳納米管和有機(jī)碳中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述混合料漿中鈷的質(zhì)量含量為3wt％～20wt％。

優(yōu)選的，所述還原碳化在還原氣體的氣氛中進(jìn)行；

所述還原氣體包括氫氣和甲烷。

優(yōu)選的，所述氫氣和甲烷的體積比為(90～99):(1～10)。

優(yōu)選的，所述還原碳化的溫度為950℃～1350℃。

優(yōu)選的，所述還原碳化的時(shí)間為5min～60min。

本發(fā)明提供了一種制備熱噴涂用WC-Co粉末的方法，包括以下步驟：將碳化鎢、水溶性鈷鹽、碳源和水混合，得到混合料漿；將所述混合料漿球磨混勻后進(jìn)行噴霧造粒，得到鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末；將所述鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末進(jìn)行還原碳化，得到WC-Co粉末。本發(fā)明提供的方法以水溶性鈷鹽作為鈷源，采用液相法制備得到鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末，使得鈷以溶液離子形式包覆在WC的表面，再將所述鈷鹽包覆WC前驅(qū)體粉末還原碳化，得到WC-Co粉末。本發(fā)明采用水溶性鈷鹽和有機(jī)碳代替成型劑，避免脫蠟，且無(wú)需對(duì)得到的產(chǎn)品進(jìn)行破碎和篩分，縮短工藝流程。

而且，本發(fā)明提供的方法避免直接添加鈷金屬使混合不均勻造成的成分偏析。同時(shí)本發(fā)明制備得到的WC-Co粉末中游離碳含量高，使其在基體材料表面熱噴涂過(guò)程中，在高溫下不產(chǎn)生脫碳相；同時(shí)本發(fā)明在低溫下就可還原碳化成球形WC-Co粉末，可用作熱噴涂粉，粒度均勻；能耗低，設(shè)備投資小；成分可控，粉末成分均勻、成分中未出現(xiàn)W₂C、η-Co₃W₃C、η-Co₆W₆C、金屬鎢等；球形度高及流動(dòng)性好，噴涂基體表面不發(fā)生脫碳相及相的分解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的制備WC-Co粉末的流程示意圖；