專利名稱：自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層的制備方法，屬材料表面改性領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自動(dòng)焊機(jī)工作時(shí)，導(dǎo)絲嘴處于較高溫度，焊絲運(yùn)動(dòng)使導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁磨損嚴(yán)重。普通銅制導(dǎo)絲嘴，最短連續(xù)工作6小時(shí)后，導(dǎo)絲嘴前端因磨損已不能保持原有形狀，嚴(yán)重地影響焊接效率和焊接質(zhì)量。鎢由于熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性能好，并具有較高的強(qiáng)度和耐磨性能，非常適合做自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁耐磨、導(dǎo)電涂層材料。在導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁涂覆上一層導(dǎo)電、抗磨損難熔金屬鎢涂層，成為制備高使用壽命導(dǎo)絲嘴的有效途經(jīng)。人們?cè)鴩L試用熱噴涂、濺射等方法在導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁覆上一層均勻的、結(jié)合力強(qiáng)的導(dǎo)電耐磨損涂層，但由于導(dǎo)絲嘴孔徑小、長(zhǎng)度方向尺寸大等原因，均未獲得成功。目前所使用的自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁尚無耐磨涂層保護(hù)。因此， 研究開發(fā)出一種可在導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁制備厚度均勻(從圖2(a)、(b)可以看出)的導(dǎo)電、抗磨損涂層方法具有重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，鑒于難熔金屬的良好導(dǎo)電性、抗磨損性，開發(fā)出了一種在普通銅制導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁涂覆上一層厚度均勻、結(jié)合力好的難熔金屬鎢涂層的制備方法。這一方面可以保持導(dǎo)絲嘴良好的導(dǎo)電性能，另一方面極大地提高了普通導(dǎo)絲嘴的抗磨損性能。自動(dòng)焊機(jī)用導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電、抗磨損涂層的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成1)在反應(yīng)室的氫氣氣氛中將導(dǎo)絲嘴加熱到400°C -650°C ；2)向上述加熱的導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入流量為0. 5-5g/min的WF6,以及流量為l-3L/min的 H2,在1. 007-1. 06個(gè)大氣壓下反應(yīng)，獲得導(dǎo)電嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層。根據(jù)所需涂層厚度不同(0. 1-0. 2mm)，涂覆時(shí)間約10-30分鐘。難熔金屬鎢涂層具有良好的導(dǎo)電、抗磨損性能。本發(fā)明方法成功的在銅制導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁涂覆上一層結(jié)合力強(qiáng)，厚度均勻的鎢涂層。其鎢本身具有良好的導(dǎo)電性，涂覆涂層后的導(dǎo)絲嘴使用過程中沒有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電異常。抗磨損性能優(yōu)異，制備方法經(jīng)濟(jì)(涂覆涂層成本約市面出售銅導(dǎo)絲嘴的50% )。


圖1本發(fā)明裝置示意圖。其中1、2、3、4_反應(yīng)氣體流向控制閥門，5-WF6恒溫加熱器，6-反應(yīng)室加熱裝置， 7-導(dǎo)絲嘴，8-沉積尾氣排氣口。圖2(a)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁與涂層結(jié)合的體視顯微鏡照片。圖2(b)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁與涂層結(jié)合的金相照片。
具體實(shí)施例方式導(dǎo)絲嘴鎢抗燒蝕涂層沉積裝置示意圖如說明書附圖1。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入H2，加熱導(dǎo)絲嘴7到達(dá)設(shè)定的工藝溫度，WF6經(jīng)恒溫加熱器5加熱氣化后通入加熱導(dǎo)絲嘴內(nèi)。以針閥及流量計(jì)控制反應(yīng)氣體流量至工藝參數(shù)值。導(dǎo)絲嘴由加熱裝置6加熱。閥門 1、2、3、4控制反應(yīng)氣體流向。當(dāng)1、4打開，2、3關(guān)閉，反應(yīng)氣體自上而下進(jìn)入導(dǎo)絲嘴；當(dāng)2、3 打開，1、4關(guān)閉，反應(yīng)氣體自下而上進(jìn)入導(dǎo)絲嘴。反應(yīng)尾氣由排氣口 8排出被吸收。在實(shí)驗(yàn)裝置中，通過導(dǎo)絲嘴的旋轉(zhuǎn)控制內(nèi)壁鎢沉積涂層圓周方向均勻性；通過改變反應(yīng)氣體流向， 控制導(dǎo)絲嘴長(zhǎng)度方向沉積層厚度的均勻性。實(shí)例一將導(dǎo)絲嘴內(nèi)表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應(yīng)室內(nèi)。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至400°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態(tài)。均溫后在導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入H2和WF6混合氣體，調(diào)整H2流量為1. OL/min，WF6流量為0. 5g/min。反應(yīng)室氣體壓強(qiáng)為1. 007個(gè)大氣壓，反應(yīng)時(shí)間20min。沉積工藝完成后關(guān)閉WF6氣體，冷卻導(dǎo)絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 05mm。經(jīng)研磨拋光后制成成品導(dǎo)絲嘴。實(shí)例二 將導(dǎo)絲嘴內(nèi)表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應(yīng)室內(nèi)。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入純度為99. 99%的H2，升溫加熱至500°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態(tài)。均溫后在導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入H2和WF6混合氣體，調(diào)整H2流量為1. OL/min, WF6流量為1. Og/min。反應(yīng)室氣體壓強(qiáng)為1. 007個(gè)大氣壓，反應(yīng)時(shí)間20min。沉積工藝完成后關(guān)閉WF6氣體，冷卻導(dǎo)絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 10mm。經(jīng)研磨拋光后制成成品導(dǎo)絲嘴。實(shí)例三將導(dǎo)絲嘴內(nèi)表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應(yīng)室內(nèi)。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入純度為99. 99%的H2，升溫加熱至550°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態(tài)。均溫后在導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入H2和WF6混合氣體，調(diào)整H2流量為1. OL/min, WF6流量為1. Og/min。反應(yīng)室氣體壓強(qiáng)為1. 007個(gè)大氣壓，反應(yīng)時(shí)間20min。沉積工藝完成后關(guān)閉WF6氣體，冷卻導(dǎo)絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 20mm。經(jīng)研磨拋光后制成成品導(dǎo)絲嘴。實(shí)例四將導(dǎo)絲嘴內(nèi)表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應(yīng)室內(nèi)。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至600°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態(tài)。均溫后在導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入H2和WF6混合氣體，調(diào)整H2流量為2. OL/min, WF6流量為3. Og/min。反應(yīng)室氣體壓強(qiáng)為1.03個(gè)大氣壓，反應(yīng)時(shí)間20min。沉積工藝完成后關(guān)閉WF6氣體，冷卻導(dǎo)絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 35mm。經(jīng)研磨拋光后制成成品導(dǎo)絲嘴。實(shí)例五將導(dǎo)絲嘴內(nèi)表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應(yīng)室內(nèi)。用Ar氣排空反應(yīng)室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至650°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態(tài)。均溫后在導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入H2和WF6混合氣體，調(diào)整H2流量為3. OL/min, WF6流量為5. Og/min。反應(yīng)室氣體壓強(qiáng)為1.06個(gè)大氣壓，反應(yīng)時(shí)間20min。沉積工藝完成后關(guān)閉WF6氣體，冷卻導(dǎo)絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 65mm。經(jīng)研磨拋光后制成成品導(dǎo)絲嘴。對(duì)上述實(shí)例中的導(dǎo)絲嘴進(jìn)行實(shí)際時(shí)間應(yīng)用測(cè)試，結(jié)果表明導(dǎo)絲嘴使用壽命提高三倍以上。
權(quán)利要求
1.自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層的制備方法，其特征在于1)在反應(yīng)室的氫氣氣氛中將導(dǎo)絲嘴加熱到400°c-650°C ；2)向上述加熱的導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入流量為0.5-5g/min的WF6,以及流量為l-3L/min的H2, 在1. 007-1. 06個(gè)大氣壓下反應(yīng)10-30分鐘，獲得導(dǎo)電嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層。
全文摘要
自動(dòng)焊機(jī)導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁鎢導(dǎo)電抗磨損涂層的制備方法，屬材料表面改性領(lǐng)域。本發(fā)明鑒于難熔金屬鎢良好的導(dǎo)電性和抗磨損性，開發(fā)出了一種在普通銅制導(dǎo)絲嘴內(nèi)壁涂覆上一層均勻、結(jié)合力好的難熔金屬鎢涂層的制備方法。該方法特征在于在反應(yīng)室的氫氣氣氛中將導(dǎo)電嘴加熱到400℃-650℃；向上述導(dǎo)絲嘴內(nèi)通入流量為0.5-5g/min的WF6，以及流量為1-3L/min的H2，在1.007-1.06個(gè)大氣壓下反應(yīng)，涂覆時(shí)間10-30分鐘。本發(fā)明在基本保持銅制導(dǎo)絲嘴導(dǎo)電性能的同時(shí)，改善了普通導(dǎo)絲嘴的抗磨損性能。
文檔編號(hào)C23C16/14GK102321875SQ201110284779
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者王從曾, 賀定勇, 馬捷, 魏建忠 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)