[發明專利]原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物及方法

有效

• 申請號: 202110199092.0
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112962009B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 張孟良;湯文博;李百奇;王笑生
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物，其特征在于，包括以下原料：WC粉末50-70重量份數、鎢鐵合金粉末7.15-25.38重量份數、鎳包石墨粉末1.31-4.63重量份數、鐵基自溶性合金粉末10.4-31重量份數；

鐵基自溶性合金粉末包括Fe、Ni、Cr、C、B、Si，其中，Fe元素含量不低于70％；

選用碳素鋼或合金鋼作為涂層基材，以鐵基自溶性合金粉作為涂層粘接基材料，以所述組合物作為增強相并采用同步送粉式添加，采用等離子堆焊技術制備涂層，具體包括如下步驟：

步驟S1，將包含WC粉末、鎢鐵合金粉末、鎳包石墨粉末、鐵基自溶性合金粉末的混合粉末置于干燥箱中干燥除去水分；

步驟S2，對涂層基材進行打磨處理，除去其表面銹跡及灰塵；

步驟S3，干燥后的混合粉末加入等離子機送粉器中，通過等離子堆焊設備進行熔覆；

鐵基自溶性合金粉末包括Fe、Ni、Cr、C、B、Si，其中，Fe元素含量不低于70％。

2.根據權利要求1所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物，其特征在于，所述 WC粉末60重量份數、鎢鐵合金粉末21.36重量份數、鎳包石墨粉末3.87重量份數、鐵基自溶性合金粉末14.77重量份數。

3.根據權利要求2所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物，其特征在于，所述鎢鐵合金粉末中鎢和鐵的比例為7:3。

4.根據權利要求2所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物，其特征在于，所述鎳包石墨粉末中鎳和石墨的比例為7.5:2.5。

5.根據權利要求1所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的組合物，其特征在于，所述WC粉末的粒徑為80～200目；所述鐵基自溶性合金粉的粒徑為60～150目；所述的鎳包石墨的粒徑為150～325目；鎢鐵合金粉末的粒徑為100目。

6.一種原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的方法，選用碳素鋼或合金鋼作為涂層基材，以鐵基自溶性合金粉作為涂層粘接基材料，以權利要求1-5任一所述的原料作為增強相并采用同步送粉式添加，采用等離子堆焊技術制備涂層，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟S1，將包含WC粉末、鎢鐵合金粉末、鎳包石墨粉末、鐵基自溶性合金粉末的混合粉末置于干燥箱中干燥除去水分；

步驟S2，對涂層基材進行打磨處理，除去其表面銹跡及灰塵；

步驟S3，干燥后的混合粉末加入等離子機送粉器中，通過等離子堆焊設備進行熔覆；

鐵基自溶性合金粉末包括Fe、Ni、Cr、C、B、Si，其中，Fe元素含量不低于70％。

7.根據權利要求6所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的方法，其特征在于，步驟S1中，干燥溫度為200℃，干燥時間為5～8h。

8.根據權利要求6所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的方法，其特征在于，步驟S2中，將涂層基材利用酒精清洗后吹干，在熔覆前對涂層基材進行預熱處理，預設溫度為60℃。

9.根據權利要求6所述的原位和非原位結合制備WC增強鐵基涂層的方法，其特征在于，步驟S3中，離子堆焊設備的工藝參數為：電流130A、粉速25g/min、擺幅25mm、擺頻30次/min、焊道長度80mm、熔覆速度0.4mm/s、送粉氣3L/min、保護氣3L/min，熔覆噴嘴與鐵基表面距離為8mm。