[發明專利]一種熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的方法

有效

• 申請號: 201811150464.5
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109208046B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 席曉麗;張青華;馬立文;聶祚仁;秦文軒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C25D3/66
• 分類號: C25D3/66;C25D21/12;C25D17/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明公開了一種熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的方法，在惰性氣體保護下，以鎢酸鹽體系為熔鹽電解質，碳化鎢或碳化鎢?鈷硬質合金為輔助電極，經磨拋處理后的導電鍍件為工作電極，加熱熔融后保溫，原位電沉積，即得。本發明選用熔鹽原位電沉積法制備碳化鎢/鎢復合涂層，具有高效和制備流程短的特點，同時以鎢酸鹽體系為熔鹽電解質，揮發性低，且能加快輔助電極電化學溶解的速度，利于提高其回收利用率，能對曲面和包含內孔等復雜形狀的工件進行處理，同時，其工藝設備簡單，操作方便，成本低，污染低，所制備得到復合涂層結構致密，晶粒完整，結合強度高，表面平整，硬度高，耐磨性好，實現了鎢涂層性能的提升，理論和實際意義重大。

技術領域

本發明屬于熔鹽電鍍技術領域，涉及復合涂層的制備方法，具體涉及一種熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的方法。

背景技術

鎢鈷類硬質合金具有極高的硬度和強度，在工業中應用極廣，被譽為“工業的牙齒”；隨著其在工業中大規模應用，面臨著大量的報廢，如果能對報廢的硬質合金進行充分循環再利用，對于發展循環經濟具有重要的意義。

純鎢涂層雖然具有一定的硬度、強度及耐磨性能，但是在復雜的工作條件下，以碳化鎢為增強體的復合鎢涂層具有更多的優勢，相比于純鎢涂層，復合涂層具有更高的硬度和強度，耐磨性也進一步提高，適用范圍更廣。

由于鎢的電位比氫更負，所以只能通過熔鹽體系來制備，本發明即通過熔鹽體系原位電沉積制備鎢復合涂層。與非原位電沉積相比，原位電沉積涂層和基底之間有更好的接觸，涂層與基底具有良好的浸潤性和界面結合性能，有助于降低沉積過程中的裂紋傾向；而且，增強相在鎢基涂層中的彌散分布，利于涂層的強化，提高其耐磨性能。以碳化鎢為代表的難熔金屬碳化物具有硬度高、耐磨性能好等眾多優點，因此碳化鎢硬質相及鎢在基底上的原位電沉積是制備鎢增強涂層的良好途徑。

目前，從沉積速度快和產品質量高等角度考慮，化學氣相沉積(CVD)法和等離子噴涂(PS)法制備碳化鎢/鎢復合涂層的工藝已接近成熟，但是制備得到的碳化鎢/鎢復合涂層仍存在一些不足，如弱的結晶度及基體結合力，高的氧含量；而熔鹽電鍍過程中，涂層與鍍件表面擴散充分，結合能力得以提高，陰極不斷發生電脫氧反應(還原反應)，因此氧含量較低，此外電沉積得到的涂層結晶性好，晶粒完整致密。

迄今為止，尚未見到有關熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的相關報道。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的方法。

本發明采用如下技術方案：

一種熔鹽原位電沉積碳化鎢/鎢復合涂層的方法，在惰性氣體保護下，以鎢酸鹽體系為熔鹽電解質，碳化鎢或碳化鎢-鈷硬質合金為輔助電極，導電鍍件為工作電極，加熱熔融熔鹽電解質后保溫，原位電沉積，即得。

在上述技術方案中，所述鎢酸鹽體系為摩爾比為1:(0.001-0.5)的鎢酸鹽和熔鹽活性物質的混合物。

進一步地，在上述技術方案中，所述鎢酸鹽為Na₂WO₄、K₂WO₄、CaWO₄中的一種或多種，優選為Na₂WO₄。

進一步地，在上述技術方案中，所述熔鹽活性物質為NaPO₃、NaF、KF、WO₃、ZnO、B₂O₃的一種或多種。

在上述技術方案中，所述碳化鎢-鈷硬質合金中鈷的含量小于等于6wt％。

在上述技術方案中，所述導電鍍件為經磨拋處理后的表面粗糙度不大于Ra 1.6且電導率不小于250S·cm^-1的金屬鍍件。