[發明專利]一種碳化鎢基復合粉末、涂層及其制備工藝

在審

• 申請號: 202111073715.6
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113897575A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 陳小明;伏利;惠希東;方勇;劉偉;張凱;張磊;曹文菁
• 申請（專利權）人: 水利部杭州機械設計研究所
• 主分類號: C23C4/126
• 分類號: C23C4/126;C23C4/129;C22C29/08;C23C4/06
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

本發明涉及一種碳化鎢基復合粉末、涂層及其制備工藝；其中，碳化鎢基復合粉末，包括含Cr、Ni、Mo、Ti、La₂O₃的納米碳化鎢粉末；所述碳化鎢基復合粉末的粉末粒度為5～45μm。本發明的碳化鎢基復合粉末制備的碳化鎢基復合涂層，耐腐蝕能力超過基體0Cr13Ni5Mo，耐磨損能力為基體的60倍以上，耐含沙海水沖刷性能是基體8倍以上，抗海水汽蝕性能是基體的1.6倍以上，在顯微硬度、結合強度、抗腐蝕性能和抗海水汽蝕性能方面有了很大的提高，且生產成本低，制備工藝可靠，性能穩定。

技術領域

本發明涉及一種碳化鎢基復合粉末、涂層及其制備工藝，尤其涉及一種耐磨損、耐海水汽蝕、耐含沙海水沖刷的碳化鎢基復合粉末、涂層及其制備工藝。

背景技術

船舶槳葉、海洋平臺閉排泵、潮汐發電裝備轉輪等是海洋裝備的關鍵部件，其長期在海洋環境中服役，極易發生海水腐蝕，其工作狀態為快速旋轉，極易發生氣蝕，同時運轉部件在硬質介質作用下易發生磨損。海洋裝備在運行過程中受到腐蝕、磨損和海水氣蝕、含沙海水的沖刷的復合作用，由于腐蝕、磨損、沖刷和海水氣蝕是同時存在，也會相互影響，海水腐蝕對磨損、氣蝕有加速作用，磨損、沖刷也對腐蝕、汽蝕具有加速作用，同時氣蝕也會加劇腐蝕、磨損的作用，因此腐蝕、磨損、海水氣蝕、含沙海水沖刷是海洋裝備特有的失效形式。

海水氣蝕造成裝備整體性能下降，產生噪聲，減少設備使用壽命并對設備安全運行帶來隱患。由于海水氣蝕破壞主要發生在材料的表面，所以采用熱噴涂技術在基體材料表面制備抗腐蝕和抗氣蝕涂層，是強化材料表面結構提高抗海水氣蝕的有效途徑之一，例如，公開號為CN110144510A的專利文獻公開的碳化鎢-碳化鉻-鎳鉬復合涂層。要求涂層具有高的致密度、硬度、強度、良好的耐腐蝕性和韌性。

超音速噴涂的如NiCr-WC、CoCr-WC等現有的WC基涂層具有高結合強度、高硬度、耐磨性，但韌性較差，在淡水中使用其抗汽蝕性能不高于基體(0Cr13Ni5Mo)；在海水中，由于腐蝕嚴重，其抗汽蝕性能更差，無法滿足海水環境下船舶槳葉、海洋平臺閉排泵、潮汐發電裝備轉輪等是海洋裝備使用要求。

發明內容

基于現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種碳化鎢基復合粉末、涂層及其制備工藝。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種碳化鎢基復合粉末，包括含Cr、Ni、Mo、Ti、La₂O₃的納米碳化鎢粉末；所述碳化鎢基復合粉末的粉末粒度為5～45μm。

作為優選方案，所述納米碳化鎢粉末的粉末粒度為40～90nm，Cr的粉末粒度為1～3μm，Ni的粉末粒度為1～3μm，Mo的粉末粒度為1～3μm，Ti的粉末粒度為1～3μm，La₂O₃的粉末粒度為50～90nm。

作為優選方案，所述納米碳化鎢粉末的粉末純度不低于99.9％，Cr的粉末純度不低于99.9％，Ni的粉末純度不低于99.9％，Mo的粉末純度不低于99.9％，Ti的粉末純度不低于99.9％，La₂O₃的粉末純度不低于99.9％。

作為優選方案，所述的碳化鎢基復合粉末，以重量百分比計，包括以下組分：

WC70～80％、Cr5～10％、Ni3～10％、Mo3～10％、Ti3～6％、La₂O₃0.2～1.5％。

作為優選方案，所述碳化鎢基復合粉末，將各組分粉末球磨混合15～20小時，再采用水霧化或酒精霧化對配好的料漿進行噴霧干燥造粒，將造粒好的粉末放入氫氣保護氣氛下的鉬絲爐中進行燒結，燒結溫度為1000～1250℃，最后將所燒結的粉末進行破碎篩分得到粉末粒度為5～45μm的碳化鎢基復合粉末。