專利名稱：一種新型高鈷熱噴涂粉末及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于超音速高速火焰噴涂或者其它熱噴涂粉末生產(chǎn)技術(shù)，特別是ー種新型高鈷(WC-17CO)熱噴涂粉末及其制備エ藝。
背景技術(shù)：
熱噴涂技術(shù)是表面改質(zhì)領(lǐng)域中的ー項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)在被加工エ件表面制備ー層耐磨涂層，使エ件的耐磨性能、耐腐蝕性能獲得大幅提高。熱噴涂WC/Co涂層作為耐磨、耐腐涂層，由于其較高的硬度、耐磨性和優(yōu)良的韌性廣泛地應(yīng)用于航空航天、石油、冶金、機(jī)械等領(lǐng)域。相對(duì)于電鍍硬鉻層，熱噴涂WC/Co涂層在耐磨性、耐蝕性、耐疲勞性等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且制備速度快，環(huán)境污染小。在使用傳統(tǒng)WC-17C0熱噴涂粉末吋，由于其鈷含量較高，其抗裂韌性相對(duì)WC-12C0 噴涂粉末較好，但硬度相對(duì)較低。在通過(guò)調(diào)整提高涂層硬度吋，韌性就明顯降低。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，將硬度提高4%時(shí)，其斷裂韌性指標(biāo)降低可達(dá)10%左右；硬度與韌性的矛盾特性使得噴涂時(shí)無(wú)法兼顧硬度要求、韌性要求，無(wú)法保證涂層的質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供ー種新型高鈷熱噴涂粉末及其制備エ藝，它能夠改善熱噴涂后涂層的相關(guān)性能，既能確保涂層具有優(yōu)異的抗裂韌性，又能獲得較好的涂層硬度。本發(fā)明技術(shù)方案ー種新型高鈷熱噴涂粉末，由兩種不同粒度的碳化鎢和鈷以及微量碳化鈦組成，碳化鎢的質(zhì)量百分比為83%，金屬鈷的質(zhì)量百分比為16.5%，晶粒抑制劑碳化鈦的的質(zhì)量百分比為0. 5%。碳化鎢是由粒度為0. 05-0. 2微米的納米碳化鎢和2. 0-8. 0微米的中顆粒碳化鎢按一定比例混合組成，其中納米碳化鎢的比例為25-58%，中顆粒碳化鎢的比例為 25-58%。其松裝比重為4.0_5.8g/cm3。制備ー種新型高鈷熱噴涂粉末的エ藝，包括以下步驟A、備料制備質(zhì)量百分比為25-58%、粒度為0.05-0. 2微米的納米碳化鎢，備好質(zhì)量百分比為25-58%、粒度為2. 0-8. 0微米的中顆粒碳化鎢；根據(jù)美國(guó)英佛曼公司“金屬碳化物的制備方法”專利，專利號(hào)2004100430580生產(chǎn)納米碳化鎢，中顆粒碳化鎢為通用產(chǎn)品；B、混料首先依據(jù)エ藝要求，向球磨設(shè)備加入步驟A的納米碳化鎢、中顆粒碳化鎢和質(zhì)量百分比為16. 5%鈷粉，然后加入占原料質(zhì)量百分比為25%、溫度為5-8°C的去離子水及質(zhì)量百分比為2. 0%的聚こ烯醇進(jìn)行混料，球磨時(shí)間為22-28小時(shí)；在配料時(shí)還必須加入質(zhì)量百分比為0. 3%的有機(jī)抗氧化劑，加入質(zhì)量百分比為0. 5%的晶粒生長(zhǎng)抑制劑碳化鈦；
C、造粒采用開(kāi)放式離心噴霧干燥塔進(jìn)行干燥造粒，得到球形混合料，離心霧化盤轉(zhuǎn)速為 8000-12000 轉(zhuǎn) / 分鐘；D、燒結(jié)將混合料裝入石墨舟皿中，置于鑰絲爐中，在氫氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行連續(xù)燒結(jié)，推舟速度為9-12分鐘/舟，燒結(jié)溫度為950-1250°C ；E、破碎分級(jí)燒結(jié)后的過(guò)程產(chǎn)品采用機(jī)械方式破碎，井根據(jù)粒度分布區(qū)間采用過(guò)篩或氣流分級(jí)的方式得到最終產(chǎn)品熱噴涂粉末，其中粒度規(guī)格為15-45微米，松裝密度為4. 0-5. 8g/cm3。WC基熱噴涂粉末主要用于超音速高速火焰噴涂或者其他熱噴涂涂層制備エ藝，因此熱噴涂粉末的粒度分布在5-75微米之間。根據(jù)不同的熱噴涂エ藝，實(shí)際使用的熱噴涂粉末的粒度分布可在不同的區(qū)間，如5-30微米、10-38微米、15-45微米、20-53微米、45-75微米等。本發(fā)明由兩種不同粒度的碳化鎢、鈷以及微量碳化鈦金屬組成，碳化鎢的質(zhì)量百分比為83%，金屬鈷的質(zhì)量百分比為16.5%，碳化鈦(晶粒抑制劑)的質(zhì)量百分比為 0. 5%。碳化鎢由粒度為0. 05-0. 2微米的納米碳化鎢和2. 0-8. 0微米的中顆粒碳化鎢按比例混合組成；其中納米碳化鎢的質(zhì)量百分比為25-58%，中顆粒碳化鎢的質(zhì)量百分比為 25-58% ;原料配比見(jiàn)表I。表I
權(quán)利要求
1.一種新型高鈷熱噴涂粉末，其特征是由兩種不同粒度的碳化鎢和鈷以及微量碳化鈦組成，碳化鎢的質(zhì)量百分比為83%，金屬鈷的質(zhì)量百分比為16.5%，晶粒抑制劑碳化鈦的的質(zhì)量百分比為O. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型高鈷熱噴涂粉末，其特征是碳化鎢是由粒度為O.05-0. 2微米的納米碳化鎢和2. 0-8. O微米的中顆粒碳化鎢按一定比例混合組成，其中納米碳化鎢的比例為25-58%，中顆粒碳化鎢的比例為25-58%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型高鈷熱噴涂粉末，其特征是其松裝比重為4.0-5. 8g/cm3。
4.制備一種新型高鈷熱噴涂粉末的工藝，包括以下步驟A、備料制備質(zhì)量百分比為25-58%、粒度為O. 05-0. 2微米的納米碳化鎢，備好質(zhì)量百分比為 25-58%、粒度為2. 0-8. O微米的中顆粒碳化鎢；根據(jù)美國(guó)英佛曼公司“金屬碳化物的制備方法”專利，專利號(hào)2004100430580生產(chǎn)納米碳化鎢，中顆粒碳化鎢為通用產(chǎn)品；B、混料首先依據(jù)工藝要求，向球磨設(shè)備加入步驟A的納米碳化鎢、中顆粒碳化鎢和質(zhì)量百分比為16. 5%鈷粉，然后加入占原料質(zhì)量百分比為25%、溫度為5-8°C的去離子水及質(zhì)量百分比為2. 0%的聚乙烯醇進(jìn)行混料，球磨時(shí)間為22-28小時(shí)；在配料時(shí)還必須加入質(zhì)量百分比為O. 3%的有機(jī)抗氧化劑，加入質(zhì)量百分比為O. 5%的晶粒生長(zhǎng)抑制劑碳化鈦；C、造粒采用開(kāi)放式離心噴霧干燥塔進(jìn)行干燥造粒，得到球形混合料，離心霧化盤轉(zhuǎn)速為 8000-12000 轉(zhuǎn) / 分鐘；D、燒結(jié)將混合料裝入石墨舟皿中，置于鑰絲爐中，在氫氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行連續(xù)燒結(jié)，推舟速度為9-12分鐘/舟，燒結(jié)溫度為950-1250°C ；E、破碎分級(jí)燒結(jié)后的過(guò)程產(chǎn)品采用機(jī)械方式破碎，并根據(jù)粒度分布區(qū)間采用過(guò)篩或氣流分級(jí)的方式得到最終產(chǎn)品熱噴涂粉末，其中粒度規(guī)格為15-45微米，松裝密度為4. ·0-5. 8g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于超音速高速火焰噴涂或者其它熱噴涂粉末生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種新型高鈷(WC-17Co)熱噴涂粉末及其制備工藝。本發(fā)明由兩種不同粒度的碳化鎢和鈷以及微量碳化鈦組成，碳化鎢的質(zhì)量百分比為83％，金屬鈷的質(zhì)量百分比為16.5％，晶粒抑制劑碳化鈦的質(zhì)量百分比為0.5％；碳化鎢是由粒度為0.05-0.2微米的納米碳化鎢和2.0-8.0微米的中顆粒碳化鎢按一定比例混合組成，其中納米碳化鎢的比例為25-58％，中顆粒碳化鎢的比例為25-58％。本發(fā)明還包括了相應(yīng)制備的工藝。它能夠改善熱噴涂后涂層的相關(guān)性能，既能確保涂層具有優(yōu)異的抗裂韌性，又能獲得較好的涂層硬度。
文檔編號(hào)C23C4/12GK102586711SQ201210061829
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月11日
發(fā)明者李聲燕, 楊鳳根, 賴允有 申請(qǐng)人:贛州章源鎢業(yè)新材料有限公司