[發明專利]一種等離子噴涂制備碳化鎢涂層的方法

有效

• 申請號: 201710768638.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107475659B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 唐靜波
• 申請（專利權）人: 無錫科特金屬表面處理有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/10;C23C4/02
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 倪鉅芳

本發明提供一種采用等離子噴涂方法制備碳化鎢涂層的工藝，采用兩次噴涂的工藝對工件進行噴涂，第一次采用1.6～10微米的粗碳化鎢粉末對工件進行快速噴涂，其噴涂量小，噴涂速度快，噴涂時間短，噴涂的涂層厚度較薄，涂層間存在孔隙，之后將工件升溫至450～500℃，采用細碳化鎢粉末對工件進行二次噴涂，其噴涂量大，噴涂速度慢，噴涂時間長，且因工件溫度在450～500℃的高溫，使細碳化鎢粉末有在凝固之前有足夠的時間填充于一次噴涂的涂層孔隙之內，并對一次涂層進行覆蓋，最終得到硬度高、耐磨損、使用壽命長的碳化鎢涂層。

技術領域

本發明屬于熱噴涂技術領域，具體涉及一種等離子噴涂制備碳化鎢涂層的方法。

背景技術

等離子噴涂技術是采用剛性非轉移等離子電弧作為熱源，將陶瓷、合金、金屬等粉末材料加熱到熔融或半熔融狀態，并高速噴向經過預處理的工件表面而形成附著牢固的表面層的方法。等離子噴涂作為成熟且應用廣泛的噴涂技術有著極佳的潛力及市場，其高速的離子流以及保護氣的作用下，可以使涂層具有較好的組織和性能。

金屬碳化鎢（WC）作為表面改性材料，其具有良好的噴涂性和耐磨性,廣泛用于金屬器件的表面噴涂，從而提高其耐磨性和耐腐蝕性，隨著科學技術的發展，航空航天、工程機械設備及其構件的工作條件日益苛刻，要求材料必須具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗疲勞及耐沖蝕等特性，表面碳化鎢等離子涂層技術能有機地將基體金屬和表面碳化鎢涂層的特點結合起來，發揮兩類材料的綜合優勢，從而滿足行業需求。

現有技術中，用等離子噴涂方法噴涂金屬碳化鎢粉末容易出現碳化鎢分解為W₂C或者W的問題，降低了涂層的硬度，并且氣孔率較高，因此，提供一種等離子噴涂工藝制備硬度高、耐磨損、使用壽命長的碳化鎢涂層具有重大意義。

發明內容

基于以上現有技術，本發明的目的在于提供一種采用等離子噴涂方法制備碳化鎢涂層的工藝，其具有高硬度以及優良的硬度、耐磨性以及使用壽命，特別是其在300～℃下的使用壽命同比于末涂層工件增加了2.5～6倍。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案為，一種采用等離子噴涂方法制備碳化鎢涂層的工藝，包括以下步驟：

（1）、除去待噴涂工件上的污漬與銹漬，之后進行粗化處理至待噴涂部位全部粗糙且均勻無反光，接著在85～95℃的條件下進行加熱去污，之后將工件置于溫度為65～70℃的烘箱中烘干、備用；

（2）、將碳化鎢粉末研磨后過8000目篩，得到過篩的細碳化鎢粉末與未過篩的粗碳化鎢粉末，調節粗碳化鎢粉末粒度為1.6～10微米，將細碳化鎢粉末與粗碳化鎢粉末分別置于120～150℃的烘箱下烘制2～3小時；

（3）、采用等離子噴涂設備進行噴涂，先對噴槍以55～60l/min的流量通氬氣20～25秒，然后將步驟（1）中清洗烘干后待噴涂的工件固定于噴涂設備內，抽真空至壓力為0.1～0.3MPa，之后填充氬氣至壓力為5～8MPa，接著采用步驟（2）中烘制后的粗碳化鎢粉末對工件進行一次噴涂，其噴涂的工藝參數為：工作氣流量10～25l/min，送粉量12～15g/min，噴涂電流60～80A，噴涂電壓36～50V，噴涂距離40～42mm，噴槍相對噴涂面移動速度150～180mm/s；

(4)、將一次噴涂后的工件升溫至450～500℃，然后采用采用步驟（2）中烘制后的細碳化鎢粉末對工件進行二次噴涂，其噴涂的工藝參數為：工作氣流量15～25l/min，送粉量35～40g/min，噴涂電流60～80A，噴涂電壓36～50V，噴涂距離38～42mm，噴槍相對噴涂面移動速度45～50mm/s；

（5）、調節噴涂設備內部環境為室溫常壓，得到二次噴涂后的工件。