[發明專利]一種WC-12Co納米涂層

在審

• 申請號: 201410604467.7
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104404336A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 程敬卿
• 申請（專利權）人: 程敬卿
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C23C4/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種WC-12Co納米涂層。?

背景技術

表面失效是零部件中的重要失效形式，在表面失效中，磨損占70％-85％，其中磨料磨損造成的損失在磨損失效中占有50％。?

在傳統工藝中，修復工件大多采用噴焊、堆焊、電鍍硬鉻等工藝，被修復的工件涂層存在結合力低、孔隙率高、均勻性差等問題，此外,對于較小的制品,噴涂效率低,成本高。熱噴涂是一種用專用設備把某種固體材料熔化并加速噴射到機件表面上,形成特制薄層,以提高機件耐蝕、耐磨、耐高溫等性能的新興材料表面科學技術。現有技術中采用WC和Co制成的涂層結合強度和顯微硬度不高，WC粒子容易脫碳形成W2C和W等有害相，WC的脫碳不僅會降低涂層的沉積效率，而且這些脫碳相的存在降低了涂層的韌性，過多脫碳相的存在消弱WC粒子對耐磨性的貢獻，另外在制備涂層過程中，超音速火焰噴涂的溫度可達3000℃，噴涂粉末的晶粒在噴涂受熱后會發生長大，如何能夠盡量減小噴涂粉末在噴涂過程中的受熱長大就顯得十分必要。?

而稀土可以有效提高材料的機械性能，在工程應用領域具有巨大的潛力。稀土元素能夠有效抑制WC的高溫脫碳分解反應和WC晶粒的受熱長大，改善粉末的物理性能及噴涂涂層的力學性能，顯著降低摩擦系數，促進粉末的致密化并降低涂層孔隙率，提高涂層耐磨性。?

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種WC-12Co納米涂層。?

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：?

一種WC-12Co納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為WC占79％-92.8％、Co占6％-19.8％、微量元素占1.2％。?

所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。?

在使用時，所述各組分可采用超音速火焰噴涂工藝在Q235鋼基體上制備WC-12Co納米涂層。?

本發明的有益效果是：本發明僅有很少量的WC粒子發生氧化脫碳，在相同的條件下，Q235的磨粒磨損量是WC-Co納米涂層的78倍，這表明超音速火焰噴涂制備的WC-Co納米涂層具有優異的抗磨粒磨損性能，WC-Co納米涂層的硬度達到HRC74，密度14.7g/cm³,致密度良好，可以對W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等鋼材進行表面處理，增加鋼材的硬度、耐磨性、耐腐蝕性，延長工件的使用壽命，達到節省成本的目的。?

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段和創作特征易于明白了解，下面對本發明進一步闡述。?

實施例一：?

取WC79％、Co19.8％、微量元素1.2％，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。?

由上述各組分制成的WC-12Co納米涂層的X射線表明：WC-12Co納米涂層中除了新增了衍射強度較弱的W2C相外，其余的相與原始粉末的物相基本一致。?

所述WC-Co納米涂層拉斷時的抗拉強度為56.4MPa，斷裂方式均為膠結面，可見實際WC-Co納米涂層的結合強度要高于此值，說明該涂層具有較高的結合強度。?

檢測結果表明：在噴涂過程中，僅有很少量的WC粒子發生氧化脫碳，涂層的結合強度和顯微硬度高，組織結構致密，WC-12Co納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1層工件的性能對比實驗結果見表1。?

所述WC-12Co納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的摩擦磨損性能實驗結果對比見表2。?

實施例二：?

取WC92.8％、Co6％、微量元素1.2％，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。?

由上述各組分制成的WC-12Co納米涂層的X射線表明：WC-12Co納米涂層中除了新增了衍射強度較弱的W2C相外，其余的相與原始粉末的物相基本一致。?

所述WC-Co納米涂層拉斷時的抗拉強度為64.4MPa，斷裂方式均為膠結面，可見實際WC-Co納米涂層的結合強度要高于此值，說明該涂層具有較高的結合強度。?

檢測結果表明：在噴涂過程中，僅有很少量的WC粒子發生氧化脫碳，涂層的結合強度和顯微硬度高，組織結構致密，WC-12Co納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1層工件的性能對比實驗結果見表1。?

所述WC-12Co納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的摩擦磨損性能實驗結果對比見表3。?