[發明專利]一種具備耐磨耐蝕涂層鎢鎳合金的制備方法

在審

• 申請號: 201611212397.6
• 申請日: 2016-12-25
• 公開（公告）號: CN108239754A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島祥智電子技術有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/16;C23C14/06;C22C29/08;C22C1/05;C22C1/10
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本發明公開了一種耐磨耐蝕涂層鎢鎳合金的制備方法，該方法制備的鎢鎳合金，解決了傳統細晶硬質合金制備過程中常出現“鎳池”和孔洞的問題，以提高合金的綜合性能，采用多層梯度的涂層結構，將涂層成分由Cr經CrN逐漸向CrAlSiN過渡，不僅減小了涂層晶粒尺寸和晶格中的殘余應力，提高了薄膜的沉積厚度，從而大幅提高了涂層的承載抗磨能力。

技術領域

本發明涉及合金材料制造領域，具體涉及一種具備耐磨耐蝕涂層鎢鎳合金的制備方法。

背景技術

硬質合金具有高強度、高硬度、優良的耐磨性、耐熱性以及良好的抗腐蝕性等特點，因此廣泛應用于高壓、高轉速、高溫、腐蝕性介質等工作環境

WC-Ni硬質合金具有高強度、高硬度、優良的耐磨性、耐熱性以及良好的抗腐蝕性等特點，因此廣泛應用于高壓、高轉速、高溫、腐蝕性介質等工作環境。由于Ni屬于面心立方(F.c.c)晶系，塑性很好，在濕磨過程中容易發生塑性變形，形成片狀的Ni粉團。工業生產以Ni作為粘結劑的硬質合金的球磨時間要長，即便是這樣，也不能保證Ni粉的均勻細化，這是基于Ni粉存在著與Co粉截然不同的細化機理。

現有技術中主要通過添加合金元素，細化WC晶粒，通過嚴格的工藝控制，減少孔隙和缺陷等方法來改善WC-Ni硬質合金的性能。采用傳統方法制備的WC-Ni混合料在真空燒結條件下常出現“鎳池”和孔洞。“鎳池”和孔洞會嚴重影響合金的綜合性能，比如強度、耐磨性、耐腐蝕性等。

目前，利用PVD技術制備的CrN涂層是耐磨部件主要采用的防護涂層。然而，傳統的具有柱狀晶結構的CrN涂層在腐蝕介質中容易腐蝕脫落，并且涂層脆性較大，在接觸應力作用下，涂層缺陷(微凸、微坑、應力集中處等)處易于萌生裂紋，導致涂層早期非正常剝落和加速疲勞磨損失效。因此，傳統單一的CrN涂層已難以適應當前和未來高機械負荷和腐蝕環境中閥門密封件的苛刻工況服役環境和性能要求，如重載下的低摩擦、長壽命和耐蝕性等。

發明內容

本發明提供一種具備耐磨耐蝕涂層鎢鎳合金的制備方法，該方法制備的鎢鎳合金，解決了傳統細晶硬質合金制備過程中常出現“鎳池”和孔洞的問題，以提高合金的綜合性能，采用多層梯度的涂層結構，將涂層成分由Cr經CrN逐漸向CrAlSiN過渡，不僅減小了涂層晶粒尺寸和晶格中的殘余應力，提高了薄膜的沉積厚度，從而大幅提高了涂層的承載抗磨能力。

為了實現上述目的，本發明提供了一種具備耐磨耐蝕涂層鎢鎳合金的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)制備基體

按以下重量組份配制混合粉

碳化鎢，90.1％-92.8％，費氏粒度0.8-1μm；

鎳粉，5％-6％，費氏粒度0.5-1.0μm；

碳化鉻，余量；

將上述配比的混合粉進行濕磨；其中球磨時間分段控制；先將碳化物粉及添加劑碳化鉻加入球磨筒濕磨12-16小時，再加入鎳粉濕磨14-18小時；

將球磨完畢的混合料料漿干燥；

將干燥混合料壓制成所需形狀的壓制品；

將壓制品放在燒結爐內高溫燒結，燒結溫度為1450-1470℃，保溫時間70-90min，燒結壓力為4.5-5.0Mpa，獲得鎢鎳合金基體；

(2)基體預處理

所述基體預處理，可依次進行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗；

(3)濺射沉積