[發(fā)明專利]一種具有高硬度、高耐磨性的鐵基復合工件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010634028.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111790917B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉世鋒;李云哲;王巖;楊鑫
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F9/14;B22F1/17;B22F1/00;B22F1/145;B22F3/105;B22F10/28;B22F10/66;B22F10/68;B33Y70/00;B33Y10/00;C23C18/50
• 代理公司: 北京棧橋知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 潘衛(wèi)鋒

1.一種具有高硬度、高耐磨性的鐵基復合工件的制備方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1：原料制備

S11：制備WC-Co合金粉末

利用噴霧干燥-熱化學轉化法制備出WC重量比為70％，松裝密度為2.20g/cm³的WC-Co合金粉末；

S12：制備Ni-Fe-P-45#鋼復合粉末

S121：制備45#鋼粉末

利用等離子旋轉電極法制備出粒徑范圍為15～30μm，流動性范圍為15～20s/50g的球型45#鋼粉末；

S122：化學鍍覆Ni-Fe-P緩沖層

利用化學鍍覆法在步驟S121中制備的球型45#鋼粉末表面沉積一層Ni-Fe-P緩沖層，得到粒徑范圍在20～55μm，密度為5.2～5.4g/cm³的Ni-Fe-P-45#鋼復合粉末；

S2：混合干燥

將步驟S11中制備的WC-Co合金粉末與步驟S122中制備的Ni-Fe-P-45#鋼復合粉末按照1：9的質量比充分混合均勻，隨后對所得混合物進行干燥處理；

S3：3D打印

以步驟S2中制備的混合物為粉料，利用SLM技術打印出成型工件；

S4：成型后處理

對步驟S3中制備的成型工件進行取件、去除支撐、清粉、噴砂和拋光處理，得到設計工件。

2.如權利要求1所述的一種具有高硬度、高耐磨性的鐵基復合工件的制備方法，其特征在于，所述步驟S11中，利用等離子旋轉電極法制備WC-Co合金粉末的具體步驟如下：

S111：噴霧干燥

將AMT、Co(NO₃)₂·6H₂O，C₆H₁₂O₆以一定的重量比在蒸餾水中混合均勻，然后經(jīng)噴霧干燥塔處理得到前驅體復合粉；

S112：煅燒

將步驟S111中制備的所述前驅體復合粉置于鋼帶爐中，在600℃下通N₂煅燒3h；

S113：連續(xù)還原碳化

將經(jīng)步驟S112處理得到的產(chǎn)物置于回轉爐中，在1000℃下通H₂/CH₄混合氣體6h，進一步還原碳化并調(diào)碳，得到超細WC-Co合金粉末。

3.如權利要求1所述的一種具有高硬度、高耐磨性的鐵基復合工件的制備方法，其特征在于，利用等離子旋轉電極法制備球型45#鋼粉末相關工藝參數(shù)如下：

電極棒轉速為19000r/min，電流強度為1800A，進給速率為0.8mm/s。

4.如權利要求1所述的一種具有高硬度、高耐磨性的鐵基復合工件的制備方法，其特征在于，所述步驟S122中，利用化學鍍覆法制備Ni-Fe-P-45#鋼復合粉末的具體步驟如下：

S1221：配置鍍液

S12211：將完全溶解的硫酸鎳溶液和硫酸亞鐵溶液緩慢導入作為絡合劑的檸檬酸鈉溶液中；

S12212：向所述步驟S12211中制備的溶液中緩慢加入還原劑亞磷酸鈉；

S12213：向所述步驟S12212中制備的溶液中緩慢加入緩沖劑硼酸和硫酸銨；

S12214：向對所述步驟S12213中制備的溶液定容后，進行pH值調(diào)節(jié)，完成鍍液的制備；

S1222：球型45#鋼粉末的前處理

對所述步驟S121中制備的球型45#鋼粉末進行堿洗除油、打磨、水洗和浸酸活化處理；

S1223：施鍍

S12231：將所述步驟S12214中制備的鍍液置于恒溫水浴鍋中進行預熱，直到鍍液溫度穩(wěn)定到設定值；

S12231：將所述步驟S1222中處理好的球型45#鋼粉末置于步驟S12231中預熱的鍍液中施鍍一定時間，然后取出，經(jīng)漂洗干燥后保存?zhèn)溆谩?/p>