專利名稱：一種WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋼基體表面WC-Co硬 質(zhì)涂層制備方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)涂層技術(shù)是材料表面工程技術(shù)的一個(gè)重要分支，是一種賦予 金屬材料表面更高的硬度、耐磨性的既經(jīng)濟(jì)又可行的方法。近20年來(lái)， 針對(duì)鋼制工件表面硬質(zhì)涂層由滲氮、滲碳、電鍍、堆焊、火焰噴涂噴 焊等傳統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展到如超音速噴涂、等離子噴涂、物理化學(xué)氣相沉 積、離子注入、激光熔覆等先進(jìn)技術(shù)。
WC-Co涂層是一種耐磨耐蝕性能優(yōu)良的硬質(zhì)涂層，文獻(xiàn)和專利報(bào)道 的WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法主要有熱噴涂、超音速噴涂、等離子噴涂、 激光熔覆等。這些方法共同特征是將WC-Co復(fù)合粉末或混合粉末固化 于基體表面形成涂層，其關(guān)鍵技術(shù)集中于解決涂層致密性和結(jié)合強(qiáng)度 問(wèn)題。傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)制備的WC-Co硬質(zhì)涂層致密性和結(jié)合強(qiáng)度差， 而超音速噴涂、等離子噴涂、激光熔覆等方法設(shè)備要求高，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鋼基體表面WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法，該方法通 過(guò)預(yù)先復(fù)合電鍍W-Co涂層，然后采用氣相滲碳使W-Co涂層轉(zhuǎn)變?yōu)?WC-Co涂層。其具體制備工藝過(guò)程為
a、 鋼制工件表面預(yù)處理 鋼制工件首先進(jìn)行拋光、堿洗、酸洗處理；
b、 配制電44液電鍍液各組分濃度分別為CoS04'7H20: 10~30g/L; (NH4)肌:60 ~ 100g/L;檸檬酸100~120g/L; EDTA: 15~25g/L; H3B04: 4 ~ 6g/L; 碌u脲l~2g/L;
c、 復(fù)合電鍍
以鋼制工件為陰極，以W絲和Co絲纏繞石墨棒為陽(yáng)極。復(fù)合電鍍 工藝參數(shù)為電流密度3 ~ 7A/dm2;極間距8 ~ 10cm;鍍液溫度50 ~ 70°C; 電鍍時(shí)間10~30分鐘；使得制備W-Co涂層厚度為50 - 200 jum，含W 量為30~ 40wt. %;
d、 氣相滲碳
將復(fù)合電鍍后的工件置于滲碳爐內(nèi)，每小時(shí)滴入乙醇1~2L,在 1000 1100。C滲碳2~5小時(shí)，最終得到厚度為50~ 200jam的WC-Co 涂層。
本發(fā)明的另 一個(gè)技術(shù)方案是所述的鋼制工件為碳鋼、低合金鋼或不 銹鋼。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1. 工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉。
2. WC-Co涂層致密，結(jié)合強(qiáng)度高。
3. 可以處理復(fù)雜異型工件。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
鋼制工件材料碳鋼
步驟l:將鋼制工件表面進(jìn)行拋光、堿洗、酸洗預(yù)處理。 步驟2:配制電鍍液，各種組分濃度分別為CoSO, 7H20: lOg/L;
卿4)萬(wàn):60g/L;檸檬酸lOOg/L; EDTA: 15g/L; H3B04: 4g/L;硫脲
lg/L。步驟3:以鋼制工件為陰極，以W絲和Co絲纏繞石墨棒為陽(yáng)極。 復(fù)合電鍍工藝參數(shù)為電流密度3A/dm2;極間距10cm;鍍液溫度70。C; 電鍍時(shí)間10分鐘。制備W-Co涂層厚度為50ym,含W量為38wt. %。
步驟4:將復(fù)合電鍍后的工件置于滲碳爐內(nèi)，每小時(shí)滴入乙醇1L, 在1000°C滲碳2小時(shí)，最終得到厚度為50 m m的WC-Co涂層。
實(shí)施例2:
鋼制工件材^h低合金鋼 步驟l:同實(shí)施例l步驟l。
步驟2:配制電鍍液，各種組分濃度分別為CoS04 7H20: 20g/L; ,萬(wàn):80g/L;杵檬酸110g/L; EDTA: 20g/L; H3B04: 5g/L;硫脲: 1.5g/L。
步驟3:以鋼制工件為陰極，以W絲和Co絲纏繞石墨棒為陽(yáng)極。 復(fù)合電鍍工藝參數(shù)為電流密度5A/dm2;極間距9cm;鍍液溫度60°C; 電鍍時(shí)間20分鐘。制備W-Co涂層厚度為120 jum，含W量為35wt. %。
步驟4:將復(fù)合電鍍后的工件置于滲碳爐內(nèi)，每小時(shí)滴入乙醇l. 5L, 在1050°C滲碳3小時(shí)，最終得到厚度為120 |a m的WC-Co涂層。
實(shí)施例3:
鋼制工件材料不銹鋼 步驟l:同實(shí)施例l步驟l。
步驟2:配制電鍍液，各種組分濃度分別為CoS04 7H20: 30g/L; (NH4)2W03: 100g/L;檸檬酸120g/L; EDTA: 25g/L; H3B04: 6g/L;硫 脲2g/L。
步驟3:以鋼制工件為陰極，以W絲和Co絲纏繞石墨棒為陽(yáng)極。 復(fù)合電鍍工藝參數(shù)為電流密度7A/dm2;極間距8cm;鍍液溫度50°C; 電鍍時(shí)間30分鐘。制備W-Co涂層厚度為200 jam，含W量為30wt. %。步驟4:將復(fù)合電鍍后的工件置于滲碳爐內(nèi)，每小時(shí)滴入乙醇^，
在1100。C滲碳5小時(shí)，最終得到厚度為200jum的WC—Co涂層。
權(quán)利要求
1、一種WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法，其特征在于a、鋼制工件表面預(yù)處理鋼制工件首先進(jìn)行拋光、堿洗、酸洗處理；b、配制電鍍液電鍍液各組分濃度分別為CoSO4·7H2O10～30g/L；(NH4)2WO360～100g/L；檸檬酸100～120g/L；EDTA15～25g/L；H3BO44～6g/L；硫脲1～2g/L；c、復(fù)合電鍍以鋼制工件為陰極，以W絲和Co絲纏繞石墨棒為陽(yáng)極。復(fù)合電鍍工藝參數(shù)為電流密度3～7A/dm2；極間距8～10cm；鍍液溫度50～70℃；電鍍時(shí)間10～30分鐘；使得制備W-Co涂層厚度為50～200μm，含W量為30～40wt.％；d、氣相滲碳將復(fù)合電鍍后的工件置于滲碳爐內(nèi)，每小時(shí)滴入乙醇1～2L，在1000～1100℃滲碳2～5小時(shí)，最終得到厚度為50～200μm的WC-Co涂層。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法，其特征在 于所述的鋼制工件為石友鋼、低合金鋼或不4秀鋼。
全文摘要
本發(fā)明是一種WC-Co硬質(zhì)涂層制備方法，屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域。通過(guò)預(yù)先復(fù)合電鍍W-Co涂層，然后采用氣相滲碳使W-Co涂層轉(zhuǎn)變?yōu)閃C-Co涂層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉；WC-Co涂層致密，結(jié)合強(qiáng)度高；可以處理復(fù)雜異型工件。
文檔編號(hào)C25D5/26GK101580941SQ200910087648
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者方哲成, 楊薇薇, 濤 林, 驥 羅, 邵慧萍, 郝俊杰, 敏 郭, 郭志猛 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)