一種shs-熔鑄改性wc涂層的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，具體步驟如下：（1）以粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、Al和C為原料，WO3、Al、和C按摩爾比1:2:1混合，然后，加入摩爾分?jǐn)?shù)為1%～5%的Ti、Ni、Cr、Mo金屬粉末配成混合粉；（2）取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；（3）將混合粉均勻的鋪在基體表面，在氬氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)溫度為5000～6500K，至到反應(yīng)結(jié)束，基體表面形成WC涂層。本發(fā)明的涂層與基體之間形成冶金結(jié)合，涂層結(jié)合力強(qiáng)，硬度高，耐磨、耐腐性好，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，降低了生產(chǎn)成本，提高了效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料表面改性處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002]WC材料因具有硬度高、耐磨、耐腐性好的特點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。目前，常見(jiàn)的金屬表面處理方法有激光表面淬火、等離子噴涂、超音速?lài)娡康龋す獗砻娲慊鸷统羲賴(lài)娡砍杀靖?；等離子熔覆工藝不好控制，涂層不均勻，從工業(yè)實(shí)用化的角度來(lái)看，尚需作進(jìn)一步的深入研究。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的提供一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，采用高放熱的SHS體系熔鑄制備高性能的WC耐磨耐腐涂層，點(diǎn)火后反應(yīng)物自發(fā)的燃燒形成熔體，冷卻后得到SHS-熔鑄改性WC涂層，涂層與基體之間形成冶金結(jié)合，涂層結(jié)合力強(qiáng)，硬度高，耐磨、耐腐性好，同時(shí)，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，降低了生產(chǎn)成本，提高了效益。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，具體步驟如下:
Cl)以粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、Al和C為原料，WO3、Al、和C按摩爾比1:2:1混合，然后，加入摩爾分?jǐn)?shù)為1%~5%的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末配成混合粉；
(2)取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；
(3)將混合粉均勻的鋪在基體表面，在氬氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)溫度為5000~6500K，至到反應(yīng)結(jié)束，基體表面形成WC涂層，涂層厚度為0.5~3mm，涂層硬度達(dá)到1800~2000Hv。
[0005]WC涂層中同時(shí)還有T1、N1、Cr、Mo與W和C的復(fù)雜化合物，加入的T1、N1、Cr、Mo
金屬粉末，目的是提高防腐性能，得到的涂層耐磨耐腐蝕性能提高3-5倍，且涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。
[0006]作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，混合粉占球磨罐體積的30%~50%。
[0007]作為優(yōu)選，所述步驟(1)中，T1、N1、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:1。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:
SHS-熔鑄涂層是一種利用化學(xué)反應(yīng)放熱使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行以合成涂層的新技術(shù)，它具有反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。采用SHS-熔鑄制備WC涂層是一個(gè)新的思路，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程主要依靠反應(yīng)物自身放熱來(lái)維持至到反應(yīng)結(jié)束制備WC，采用SHS-熔鑄制備改性WC涂層，降低了成本，提高了涂層性能，延長(zhǎng)了使用壽命，效益顯著。SHS-熔鑄涂層是將一高放熱反應(yīng)原料置于基體(如鋼)表面，點(diǎn)火后反應(yīng)物自發(fā)的燃燒形成熔體，冷卻后得到SHS-熔鑄改性WC涂層涂層，涂層與基體之間形成冶金結(jié)合，涂層結(jié)合力強(qiáng)，該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，成本低，因此經(jīng)濟(jì)效益顯著?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
實(shí)施例1:
選擇粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、Al和C為原料，按摩爾比1:2:1混合，加入1%摩爾分?jǐn)?shù)的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末，T1、N1、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:1，配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐體積的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；取混合粉300g，均勻的鋪在基體(鋼)表面，在氬氣氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)溫度為5000K)，至到反應(yīng)結(jié)束形成SHS-熔鑄WC涂層，同時(shí)還有T1、N1、Cr、Mo與W和C的復(fù)雜化合物，涂層厚度為0.5mm，涂層硬度達(dá)到1800HV。得到的改性涂層耐磨耐腐蝕性能提高3_5倍，且涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。
[0010]實(shí)施例2:
選擇粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、A1和C為原料，按摩爾比1:2:1混合，加入2%摩爾分?jǐn)?shù)的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末,配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐體積的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；取混合粉350g，均勻的鋪在基體(鋼)表面，在氬氣氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)溫度為5500K)，至到反應(yīng)結(jié)束形成SHS-熔鑄SHS-熔鑄WC涂層，同時(shí)還有T1、N1、Cr、Mo與W 和C的復(fù)雜化合物，涂層厚度為1mm，涂層硬度達(dá)到1850Hv。得到的改性涂層耐磨耐腐蝕性能提高3-5倍，且涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。
[0011]實(shí)施例3:
擇粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、A1和C為原料，按摩爾比1:2:1混合，加入
2.5%摩爾分?jǐn)?shù)的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末,配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐體積的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；取混合粉400g，均勻的鋪在基體(鋼)表面，在氬氣氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)溫度為6000K)，至到反應(yīng)結(jié)束形成SHS-熔鑄SHS-熔鑄WC涂層，同時(shí)還有T1、N1、Cr、Mo與W和C的復(fù)雜化合物，涂層厚度為2mm，涂層硬度達(dá)到1900Hv。得到的改性涂層耐磨耐腐蝕性能提高3-5倍，且涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。
[0012]實(shí)施例4:
擇粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、A1和C為原料，按摩爾比1:2:1混合，加入3%摩爾分?jǐn)?shù)的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末，T1、N1、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:1，配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐體積的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用；取混合粉500g，均勻的鋪在基體(鋼)表面，在氬氣氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(反應(yīng)溫度為6500K)，至到反應(yīng)結(jié)束形成SHS-熔鑄SHS-熔鑄WC涂層，同時(shí)還有T1、N1、Cr、Mo與W和C的復(fù)雜化合物，涂層厚度為3mm，涂層硬度達(dá)到2000HV。得到的改性涂層耐磨耐腐蝕性能提高3_5倍，且涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。
[0013]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)`明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，其特征在于:具體步驟如下: Cl)以粒度均小于150目，純度大于99%的WO3、Al和C為原料，WO3、Al、和C按摩爾比1:2:1混合，然后，加入摩爾分?jǐn)?shù)為1%~5%的T1、N1、Cr、Mo金屬粉末配成混合粉； (2)取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨機(jī)上球磨，使之混合均勻、細(xì)化后備用； (3)將混合粉均勻的鋪在基體表面，在氬氣保護(hù)下，引爆點(diǎn)燃混合粉，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)溫度為5000~6500K，至到反應(yīng)結(jié)束，基體表面形成WC涂層，涂層厚度為0.5~3mm，涂層硬度達(dá)到1800~2000Hv。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，混合粉占球磨罐體積的30%~50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種SHS-熔鑄改性WC涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中，T1、N1`、Cr、Mo金屬粉末的摩爾比為5:9:2:10
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK103556145SQ201310531329
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】張瑞珠, 史權(quán), 盧偉, 李勇, 閻鎮(zhèn)威, 劉曉東 申請(qǐng)人:華北水利水電大學(xué)