[發明專利]復合WC-CrC-CoCr熱噴涂粉及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011412533.2
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112760540B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王韶毅;劉承海;黃文峰;謝永;張龍輝;楊正鋒;鄒雯娟
• 申請（專利權）人: 崇義章源鎢業股份有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;C23C4/06;B22F1/065;B22F1/12;B22F9/04;B22F9/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

本發明公開了復合WC?CrC?CoCr熱噴涂粉及其制備方法和應用，方法包括(1)將三氧化鎢、三氧化二鉻、碳化鎢、鈷粉、炭黑、水和粘結劑混合進行球磨，以便得到球磨漿料；(2)將所述球磨漿料進行干燥霧化造粒，以便得到球形顆粒；(3)將所述球形顆粒在含有氮氣和氫氣的保護氣氛下進行燒結，以便得到燒結料；(4)將所述燒結料破碎后進行分級，以便得到復合WC?CrC?CoCr熱噴涂粉。該制備方法工藝簡單，兩種原料前移至氧化物，成本較低且適合產業化生產，而且制備過程可以有效避免氣體碳源，并能通過氣氛對碳量微調，工藝過程綠色安全，進而制備得到的復合WC?CrC?CoCr熱噴涂粉具有較好的韌性，并具有良好耐磨性、致密性和耐腐蝕性。

技術領域

本發明屬于納米金屬陶瓷復合粉末制備領域，更具體地本發明涉及一種復合WC-CrC-CoCr熱噴涂粉及其制備方法和應用，主要應用于超音速噴涂、堆焊、3D打印等表面噴涂及增材制造。

背景技術

WC-CrC-CoCr熱噴涂粉系WC-Co基硬質合金粉末，與WC-Co硬質合金類似的，是以高硬度的難熔金屬硬質化合物WC為硬質相，高韌性的金屬Co等為粘結相，通過粉末冶金工藝制備而得到具有良好的強度及較為優異韌性的復合材料，廣泛地應用于油氣鉆井、地質勘探、礦山開采、軋輥、模具材料、新能源、機械加工、耐磨零件等領域，是當前用途最廣泛的表面噴涂材料之一，對推動我國工業綠色再制造及國民經濟發展起著舉足輕重的作用。隨著科技進步及經濟的迅速發展，對硬質合金熱噴涂粉的強度和硬度提出了更高的要求。但是普通結構硬質合金熱噴涂粉和涂層的硬度和強度是一對此消彼長矛盾體，開發出同時具有高強度和高韌性的雙高硬質合金噴涂粉成為近20年來的研究熱點。納米/超細WC-Co硬質合金噴涂粉因其同時具有高強度和高硬度的特點，自開發出來后就受到廣泛的關注和研究。而納米/超細WC-Co復合粉末是制備高性能硬質合金的關鍵，近年來，涌現出許多新型的制備方法。

專利CN201110335899.9中，朱澤華等在水溶性的含鎢化合物、含鈷化合物、含鉻化合物和含釩化合物的飽和混合水溶液中加入對鎢、釩、鉻碳化物過量的碳質粉體材料吸附飽和復合鹽溶液；脫水干燥，在碳質粉體材料表面形成納米尺度的復合鹽薄層；在隔絕空氣條件下，500℃以下將所述復合鹽脫除結晶水，并分解成為氧化鎢、氧化鉻、氧化釩、氧化鈷的復合氧化物，進一步加熱，850℃以下，將上述復合氧化物在碳質粉體材料表面還原并碳化生成WC-Co納米結構復合粉末。

專利CN201510773331.3中，文劼等將鎢鈷復合氧化物原料粉末和碳源粉末依次或一次性投入流化床或回轉爐中，進行還原、碳化和調碳，全過程無氫氣參與，得到晶粒度均勻、平均晶粒度小、性能穩定、雜質含量低的碳化鎢鈷(WC-Co)復合粉末。

專利CN200410012902.3中，邵剛勤等將鎢鈷原料、抑晶劑、碳粉按比例混合球磨制成氧化物和碳粉的混合粉末，隨后將氧化物粉末放入環境氣氛下的反應爐中，通過控制還原碳化溫度和保溫時間、洗碳溫度和反應時間制得納米WC-Co復合粉末。

專利CN03118176.7中，曹順華等利用高能球磨技術制造W、C、Co活化態復合粉末，外界輸入到體系的過剩能量部分轉化成隨后合成納米晶WC的固態反應所需的能量。

專利CN201410741615.X中，程秀蘭等將單質碳、鈷鹽和紫鎢粉末進行一次碳化，并將一次碳化產物研磨并調配碳含量至5.80％～5.95％，再研磨混合，進行二次碳化，制備得到了粒度分布成單峰正態分布的粒度分布窄、分散性與均勻性較好的高質量的超細碳化鎢-鈷復合粉末。

專利CN201110303977.7中，林華等配制含W、Co、C的混合溶液或含W、Co、C及抑制劑原料的混合溶液或乳濁液，通過水熱反應得到前驅體粉末后進行還原碳化制備得到WC-Co以及含抑制劑的WC-Co納米復合粉末。