本發(fā)明涉及一種釬涂材料，尤其是涉及一種層狀復(fù)合釬涂材料，本發(fā)明還涉及該釬涂材料的制備方法。

背景技術(shù)：

在機(jī)械領(lǐng)域，某些工件局部表面往往要求具有較高的耐磨性和抗腐蝕性。如果將整體工件都用耐磨合金或抗腐蝕材料制造，不但成本較高，而且在整體力學(xué)性能等方面往往又不能滿足要求。合理的解決方法通常是采用表面處理技術(shù)，即在工件的工作面上涂覆一層耐磨或耐蝕的金屬或合金。就耐磨層而言，常用的方法有物理氣相沉積法(PVD)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、熱噴涂法、堆焊法及釬涂法。物理氣相沉法和化學(xué)氣相沉積法只能取得很薄的涂層；等離子噴涂和火焰噴涂一般只能達(dá)到約1mm厚的涂層；表面堆焊法的加熱溫度較高，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，焊層一般較??；釬涂法則不同，用釬涂法可以得到厚度范圍比較大的涂層（從最薄的0.05mm到比較厚的4mm）。另外，釬涂層與母材系冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度比熱噴涂的機(jī)械結(jié)合要高得多；同時(shí)釬涂比堆焊時(shí)的加熱溫度低，熱應(yīng)力和母材性能的變化較??；而且釬涂層表面光滑，施工精度高，經(jīng)過少量的加工即可達(dá)到要求的精度。

釬涂法中所用的釬涂材料由兩部分組成：一部分是釬料合金，它的熔化溫度較低，通稱低熔點(diǎn)組分；另一部分是熔點(diǎn)高的硬質(zhì)合金，通稱高熔點(diǎn)組分。傳統(tǒng)的釬涂材料通常是將粉狀釬料、硬質(zhì)合金顆粒、粘接劑、有機(jī)物等制備成懸浮的漿料狀釬涂材料或片狀釬涂材料，然后涂覆或粘結(jié)在工件表面，為防止母材、粉狀釬料的氧化及促進(jìn)釬料在硬質(zhì)合金顆粒、母材表面的潤濕鋪展，釬涂過程中往往需要不斷添加釬劑，工作效率低且容易造成釬劑的大量浪費(fèi)，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種使用方便的層狀復(fù)合釬涂材料，本發(fā)明還提供該釬涂材料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的層狀復(fù)合釬涂材料，它是由釬料合金內(nèi)層、包括硬質(zhì)合金顆粒和釬劑的混合物中層以及釬料合金外層軋制成的帶狀結(jié)構(gòu)或拉拔成的管狀結(jié)構(gòu)。

所述釬料合金內(nèi)層的厚度為0.01～1mm，所述混合物中層的厚度為0.1～4mm，所述釬料合金外層的厚度為0.1～2mm。

所述混合物中層中，硬質(zhì)合金顆粒所占的重量百分比為80~99%。

所述釬料合金內(nèi)層、釬料合金外層為銀基釬料、銅基釬料、鎳基釬料、鈷基釬料、鈀基釬料中的一種。

所述硬質(zhì)合金顆粒為粒度16~120目的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物中的一種。

本發(fā)明所述層狀復(fù)合釬涂材料的制備方法為：

制備帶狀釬涂材料：

首先將硬質(zhì)合金顆粒、釬劑及有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例配制的混合物均勻涂覆在釬料合金表面，然后在混合物表面再放置一定厚度的釬料合金，采用精密軋機(jī)軋制成所需厚度的由釬料合金內(nèi)層、混合物中層和釬料合金外層構(gòu)成的帶狀結(jié)構(gòu)的三層復(fù)合釬涂材料成品；

制備管狀釬涂材料：

首先將硬質(zhì)合金顆粒、釬劑及有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例配制的混合物均勻涂覆在管狀釬料合金表面，然后將帶狀釬料合金經(jīng)過多道軋制，將該管狀釬料合金包覆，通過多道拉拔、校直工序，制成由釬料合金內(nèi)層、混合物中層和釬料合金外層構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的三層復(fù)合釬涂材料成品。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于自帶釬劑、成形性好，釬涂過程中實(shí)現(xiàn)了釬劑定量、自動添加；釬料合金及硬質(zhì)合金比例一致，釬涂過程中可有效保障釬涂質(zhì)量；軋制成型的層狀復(fù)合釬涂材料可以卷制成盤狀或軸狀，釬涂過程中可以實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。相對于由粉狀釬料、硬質(zhì)合金顆粒、粘接劑、有機(jī)物等制備成的懸浮漿料狀釬涂材料或片狀釬涂材料，本發(fā)明的制備工藝簡單，成形性好，便于存放、運(yùn)輸，釬涂過程中可以實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1、圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是卷制成盤狀的層狀復(fù)合釬涂材料。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的層狀復(fù)合釬涂材料，是由釬料合金內(nèi)層1、包括硬質(zhì)合金顆粒和釬劑的混合物中層2以及釬料合金外層3軋制成的帶狀結(jié)構(gòu)，如圖1所示；也可以通過送粉（硬質(zhì)合金顆粒和釬劑的混合物）、拉拔、校直等工序制成管狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示。軋制或拉拔好的層狀復(fù)合釬涂材料可以卷制成盤狀（如圖3所示），以方便存放、運(yùn)輸，同時(shí)也利于自動化生產(chǎn)。

其中釬料合金內(nèi)層1的厚度為0.01～1mm，混合物中層2的厚度為0.1～4mm，釬料合金外層3的厚度為0.1～2mm。

在混合物中層2中，硬質(zhì)合金顆粒可以為粒度16~120目的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物中的一種，硬質(zhì)合金顆粒所占的重量百分比為80~99%。

釬料合金內(nèi)層1、釬料合金外層3為銀基釬料、銅基釬料、鎳基釬料、鈷基釬料、鈀基釬料中的一種。

本發(fā)明的層狀復(fù)合釬涂材料的制備方法分為帶狀和管狀兩種：

1、制備帶狀釬涂材料：

首先將硬質(zhì)合金顆粒、釬劑及有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例配制的混合物均勻涂覆在釬料合金表面，然后在混合物表面再放置一定厚度的釬料合金，采用精密軋機(jī)軋制成所需厚度的由釬料合金內(nèi)層1、混合物中層2和釬料合金外層3構(gòu)成的帶狀結(jié)構(gòu)的三層復(fù)合釬涂材料成品；

2、制備管狀釬涂材料：

首先將硬質(zhì)合金顆粒、釬劑及有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例配制的混合物均勻涂覆在管狀釬料合金表面，然后將帶狀釬料合金經(jīng)過多道軋制，將該管狀釬料合金包覆，通過多道拉拔、校直等工序，制成由釬料合金內(nèi)層1、混合物中層2和釬料合金外層3構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的三層復(fù)合釬涂材料成品。

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明層狀復(fù)合釬涂材料的制備方法和使用效果做更加詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：

釬料合金外層3為厚度0.1mm的BAg40CuZnCdNi(國家標(biāo)準(zhǔn)牌號HL312，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比計(jì)算，Ag-Cu16-Zn18-Cd26-Ni0.2)釬料合金帶，釬料合金內(nèi)層1為厚度0.3mm的BAg40CuZnCdNi釬料合金帶，混合物中層2中的硬質(zhì)合金顆粒選擇20～30目的鑄造碳化鎢粉，釬劑選擇FB102，按重量計(jì)算硬質(zhì)合金顆粒與釬劑的比例為10:1，成品層狀復(fù)合釬涂材料的厚度為0.6mm、寬度為3mm。母材選用Q235碳鋼，釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。對實(shí)施例1的釬涂產(chǎn)品進(jìn)行磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，磨粒磨損試驗(yàn)在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉(zhuǎn)速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時(shí)間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結(jié)果為36mg。采用同種比例的BAg40CuZnCdNi粉末、鑄造碳化鎢粉等制備的傳統(tǒng)片狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗(yàn)中的測試結(jié)果為48mg，結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統(tǒng)片狀釬涂材料。

實(shí)施例2

釬料合金外層3為厚度0.2mm的BCu58ZnMn(國家標(biāo)準(zhǔn)牌號HL105，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比計(jì)算，Cu-Zn38-Mn)釬料合金帶，釬料合金內(nèi)層1為厚度0.3mm的BCu58ZnMn釬料合金帶，混合物中層2中的硬質(zhì)合金顆粒選擇20～30目的鑄造碳化鎢粉，釬劑選擇QJ308，按重量計(jì)算硬質(zhì)合金顆粒與釬劑的比例為10:1，成品層狀復(fù)合釬涂材料的厚度為0.5mm、寬度為3mm。母材選用Q235碳鋼，釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。對實(shí)施例2的釬涂產(chǎn)品進(jìn)行磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，磨粒磨損試驗(yàn)在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉(zhuǎn)速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時(shí)間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結(jié)果為26mg。采用同種比例的BCu58ZnMn粉末、鑄造碳化鎢粉等制備的傳統(tǒng)片狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗(yàn)中的測試結(jié)果為37mg，結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統(tǒng)片狀釬涂材料。

實(shí)施例3

釬料合金外層3為厚度0.1mm的BAg50CuZnCdNi(國家標(biāo)準(zhǔn)牌號HL315，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比計(jì)算，Ag-Cu15-Zn17-Cd15-Ni3)釬料合金帶，釬料合金內(nèi)層1為厚度0.4mm的BAg50CuZnCdNi釬料合金帶，混合物中層2中的硬質(zhì)合金顆粒選擇20～30目的鑄造碳化鎢粉，釬劑選擇FB102，按重量計(jì)算硬質(zhì)合金顆粒與釬劑的比例為10:1，成品復(fù)合釬涂材料的厚度為0.8mm、寬度為3mm。母材選用Q235碳鋼，釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。對實(shí)施例3的產(chǎn)品進(jìn)行磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，磨粒磨損試驗(yàn)在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉(zhuǎn)速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時(shí)間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結(jié)果為21mg。采用同種比例的BAg50CuZnCdNi粉末、鑄造碳化鎢粉等制備的傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗(yàn)中的測試結(jié)果為36mg，結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料。

實(shí)施例4

釬料合金外層3為厚度0.2mm的BCuSiAlTi(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比計(jì)算，Cu92.75-Si3-Al2-Ti2.25)釬料合金帶，釬料合金內(nèi)層1為厚度0.2mm的BCuSiAlTi釬料合金帶，混合物中層2中的硬質(zhì)合金顆粒選擇20～30目的Si₃N₄粉，釬劑選擇QJ308，按重量計(jì)算釬劑與硬質(zhì)合金顆粒的比例為1:10，通過送粉（硬質(zhì)合金顆粒和釬劑的混合物）、拉拔、校直等工序后，制成直徑為4mm、長度為400mm的管狀釬涂材料，其中釬料合金占管狀釬涂材料總重量的9%，Si₃N₄粉和釬劑的混合物占管狀釬涂材料總重量的91%。母材選用Q235碳鋼，釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。對實(shí)施例4的產(chǎn)品進(jìn)行磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，磨粒磨損試驗(yàn)在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉(zhuǎn)速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時(shí)間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結(jié)果為28mg。采用同種比例的BCuSiAlTi粉末、Si₃N₄粉等制備的傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗(yàn)中的測試結(jié)果為39mg，結(jié)果表明本發(fā)明制備的管狀釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料。

實(shí)施例5

釬料合金外層3選用厚度為0.1mm的BAgCuTi(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比計(jì)算，Ag57-Cu38- Ti5)釬料合金帶，釬料合金內(nèi)層1選用厚度為0.2mm的BAgCuTi釬料合金帶，硬質(zhì)合金顆粒選擇20～30目的Al₂O₃粉，釬劑選擇FB102，按重量計(jì)算釬劑與硬質(zhì)合金顆粒的比例為1:10，通過送粉（硬質(zhì)合金顆粒和釬劑的混合物）、拉拔、校直等工序后，制成直徑為4mm、長度為400mm的管狀釬涂材料，其中釬料合金占管狀釬涂材料總重量的9%，Al₂O₃粉和釬劑的混合物占管狀釬涂材料總重量的91%。母材選用Q235碳鋼，釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。對實(shí)施例5的產(chǎn)品進(jìn)行磨粒磨損實(shí)驗(yàn)，磨粒磨損試驗(yàn)在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉(zhuǎn)速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時(shí)間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結(jié)果為33mg。采用同種比例的BAgCuTi粉末、Al₂O₃粉等制備的傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗(yàn)中的測試結(jié)果為45mg，結(jié)果表明本發(fā)明制備的管狀釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統(tǒng)懸浮漿料狀釬涂材料。