[發(fā)明專利]一種等離子噴涂金剛石耐磨層及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107058937A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 白洪瑋
• 申請（專利權）人: 白洪瑋
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/06;C23C24/10;C23C28/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發(fā)明涉及耐磨涂層技術領域，特別是涉及一種制備方法。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述制備方法的等離子噴涂金剛石耐磨層。

背景技術

材料磨損是工程施工、煤炭及礦山開采、隧道施工等領域碰到的一個難題。比如，在市政、橋梁、高鐵等樁基施工中已經廣泛用到旋挖機，旋挖齒在碰到硬巖時磨損很快，此時導致旋挖鉆筒也有一定的磨損。在煤炭開采中常用的采煤機截齒的磨損、耐磨板的磨損也是比較常見的問題。在地鐵、公路、鐵路、市政管網、水電等隧道工程領域已廣泛應用到盾構機的滾刀、撕裂刀、先行刀、耐磨板等在碰到硬巖時磨損較快，在堅硬巖石的工況中，鉆進時刀具消耗量極大，導致工程成本增加，停機換刀時間增加，工作效率低下。因此研究一種耐磨層來應對這些問題就顯得尤為重要。

在現(xiàn)有技術中，等離子噴涂制備耐磨涂層的方法是先將所有噴涂材料混合均勻，再送料到焊槍中，然后進行等離子噴涂。如果把金剛石顆粒作為一種材料做耐磨涂層的話，該方法不能達到預期目的，因為金剛石在溫度高于700℃時會發(fā)生碳化，變成炭，不再具備其良好的耐磨性能，而等離子噴涂過程中等離子焰的溫度很高，其中心溫度可達30000°k，噴嘴出口的溫度可達15000～20000°k，遠高于金剛石的存活溫度。

因此，如何制備一種金剛石存活率高的金剛石耐磨層是本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種制備方法，該制備方法能夠制備一種金剛石存活率高的金剛石耐磨層；本發(fā)明的另一目的是提供一種通過上述制備方法制備的等離子噴涂金剛石耐磨層。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種等離子噴涂金剛石耐磨層的制備方法，包括如下：

篩選粒度為35—100目的金剛石，100—150目的鎳基合金粉；

將篩選的金剛石和鎳基合金粉同步送料進入等離子焊槍中；

使所述鎳基合金粉在等離子弧的高溫下從第一噴嘴中以第一設定角度噴射于工件表面形成熔池，使所述金剛石從第二噴嘴中以第二設定角度噴射入所述熔池中并包于熔覆鎳基合金粉層中；

移動焊槍，在所述工件表面連續(xù)噴射形成金剛石耐磨涂層。

優(yōu)選地，將所述鎳基合金粉從直噴嘴中噴出且所述直噴嘴與所述工件表面垂直，將所述金剛石從傾斜噴嘴中噴出且所述傾斜噴嘴與所述工件表面成30-60°夾角。

優(yōu)選地，將篩選的金剛石和鎳基合金粉分別放進兩個送料器，并在保護氣體保護下同步送料進入所述等離子焊槍中。

優(yōu)選地，所述直噴嘴在所述焊槍中間位置，所述傾斜噴嘴在所述焊槍側面位置，在傾斜噴嘴中通入氬氣。

本發(fā)明還提供一種等離子噴涂金剛石耐磨層，包括金剛石和鎳基合金粉，所述鎳基合金粉在等離子弧的高溫下熔化形成熔池，所述金剛石在保護氣體的壓力以及自身的重力下射入所述熔池中并隨著熔融金屬的凝固被包在熔覆金屬層中。

優(yōu)選地，所述金剛石為帶有鍍層的金剛石，所述鍍層金屬包括銅、鎳和鈦，所述鍍層金屬中銅和鎳的厚度為0.1～0.3μm，鈦的厚度為0.2～0.7μm。

優(yōu)選地，所述鎳基合金粉為鎳鉻硼硅碳化鎢合金粉末，其主成分鎳占30～55％，碳化鎢占15-45％。

優(yōu)選地，所述鎳鉻硼硅碳化鎢合金粉末為中硬度的鎳基合金和碳化鎢的合金粉，噴焊層硬度HRC大于50。

本發(fā)明所提供的等離子噴涂金剛石耐磨層的制備方法，包括如下：篩選粒度為35—100目的金剛石，100—150目的鎳基合金粉，金剛石和鎳基合金粉的粒度要適中。用到的金剛石具有比一般鋼材，包括硬質合金高的多的硬度以及耐磨性，使用壽命是普通鋼材或者模具鋼以及硬質合金的成百上千倍。將篩選的粒度適中的金剛石和鎳基合金粉同步送料進入等離子焊槍中，可以通過兩個料斗分別進入離子焊槍中，不宜混合其它成分，較為純凈；也可以通過一個料斗進入離子焊槍中，結構簡單。使鎳基合金粉在等離子焊槍的等離子弧的高溫下作用下，從第一噴嘴中以第一設定角度熔化噴射于工件表面，形成熔池。使金剛石在自身的重力作用下從第二噴嘴中以第二設定角度噴射入熔池中，隨著熔融金屬的凝固金剛石被均勻地包在熔覆金屬鎳基合金粉層層中。移動焊槍，在工件表面連續(xù)噴射，在工件表面形成厚度均勻的金剛石耐磨層。