一種無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料制備技術領域，具體地涉及一種無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法。
【背景技術】
[0002]WC-Co金屬陶瓷是用于制備抗磨零部件的主要材料和涂層材料之一。超音速火焰噴涂是八十年代興起的制備WC-Co涂層的熱噴涂方法。然而WC顆粒特別是納米WC顆粒在熱噴涂過程中的受熱分解易于生成有害相(Co6W6C、Co3W3C、W2C等)，硬質顆粒的分解不僅降低了金屬陶瓷涂層中抵制磨粒磨損的強化相的含量，而且因熱分解生成的有害相大大影響了涂層的韌性，降低了涂層的磨損性能。因此降低和抑制熱噴涂WC-Co涂層過程中WC的分解和有害相的生成，對于提高超音速火焰噴涂WC-Co涂層的力學性能具有重要的應用價值。

【發明內容】

[0003]本發明其目的在于提供一種無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，可有效抑制涂層形成過程中WC的分解和有害相的生成，使噴涂態涂層中不出現Co6W6C、Co3W3C、W2C，具有良好的耐磨性，為工業生產提供一種高耐磨性能的熱噴WC-Co金屬陶瓷涂層可行工藝。
[0004]為實現上述目的，本發明提供的無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其工藝參數為:
氧氣流量322-402 L/min、氧氣壓力為0.55MPa ;
燃氣為丙烷，燃氣流量為42-50 L/min、燃氣壓力為0.40 MPa ;
送粉氣為氮氣，送粉氣流量為45 L/min，送粉氣壓力為0.60MPa ；
噴涂的粉末為WC-Co粉末。
[0005]所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，噴涂距離為160-210mm。
[0006]所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，噴槍移動速度為140mm/s，噴槍步距為5mmο
[0007]所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，WC-Co粉末由團聚燒結工藝制備，WC-Co粉末的粒度為5-30mm，孔隙率為5_30%。
[0008]所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，WC-Co粉末為WC-17C0，WC顆粒尺度為 0.05-2.5mm。
[0009]本發明與現有超音速火焰熱噴涂工藝制備的WC-Co涂層相比，其有益的效果在于，由于采用了合理的燃氣壓力和流量、氧氣壓力和流量及噴涂距離，結合合理的噴槍移動速度和移動步距，抑制了由于熱噴涂粒子過度加熱導致的有害相生成，涂層具有良好的磨粒磨損性能。
[0010]具體實施實例
本發明的技術方案中，采用的熱噴噴涂工藝參數為:氧氣流量322-402 L/min、氧氣壓力為0.55MPa，燃氣流量(C3Hs) 42-50 L/min、燃氣壓力為0.40 MPa，送粉氣(Ν2)流量45 L/min、壓力為0.60MPa，噴涂距離為160-210 mm。所采用的粉末為團聚燒結工藝制備的WC_Co粉末，粉末粒度為5-30 um，孔隙率為5-30% ;所采用噴槍移動速度為140mm/s，噴槍步距為5mm ο
[0011]以下依照本發明的技術方案作出具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明并不局限于這些實例。
[0012]實施例1:
針對WC和Co構成的金屬陶瓷涂層，選用多尺度WC-17Co(wt.%)金屬陶瓷粉末為噴涂粉末，該粉末中小于0.2 μ m WC粒子重量含量為30%，0.2-2.5 μ m的WC為70%，粉末的孔隙率為15-20%。采用CH-2000型超音速火焰噴涂系統制備涂層，熱噴噴涂工藝參數為氧氣流量322-402L/min、氧氣壓力為0.55 MPa，燃氣流量(C3HS) 42_50L/min、燃氣壓力為0.40MPa，送粉氣(N2)流量45 L/min、壓力為0.60MPa，噴涂距離為160mm。所采用噴槍移動速度為140mm/s,噴槍步距為5mm ;在低碳鋼基體上沉積了厚度約為200-300 μπι的涂層，經過X-Ray分析，噴涂態涂層中未發現Co6W6C、Co3ff3C相，涂層的相結構基本與原始粉末相同。
[0013]實施例2:
針對WC和Co構成的金屬陶瓷涂層，選用微米WC-17CO (wt.%)金屬陶瓷粉末為噴涂粉末，該粉末中WC粒子尺度為1.5-2.5 μ m，粉末的孔隙率為15_20%。采用CH-2000型超音速火焰噴涂系統制備涂層，熱噴噴涂工藝參數為氧氣流量322-402L/min、氧氣壓力為0.55MPa，燃氣流量(C3Hs) 42-50L/min、燃氣壓力為0.40 MPa，送粉氣(N2)流量45 L/min、壓力為0.60MPa，噴涂距離為200 mm。所采用噴槍移動速度為140mm/s,噴槍步距為5mm ;在低碳鋼基體上沉積了厚度約為200-300 μ m的涂層，經過X-Ray分析，噴涂態涂層中未發現Co6W6C、Co3ff3C相，涂層的相結構基本與原始粉末相同。
[0014]實施例3:
針對WC和Co構成的金屬陶瓷涂層，選用納米WC-17CO (wt.%)金屬陶瓷粉末為噴涂粉末，該粉末中WC粒子尺度小于200nm，粉末的孔隙率為15_20%。采用CH-2000型超音速火焰噴涂系統制備涂層，熱噴噴涂工藝參數為氧氣流量322-402L/min、氧氣壓力為0.55 MPa,燃氣流量(C3Hs) 42-50L/min、燃氣壓力為0.40 MPa，送粉氣(N2)流量45 L/min、壓力為0.60MPa，噴涂距離為200 mm。所采用噴槍移動速度為140mm/s，噴槍步距為5mm ;在低碳鋼基體上沉積了厚度約為200-300 μ m的涂層，經過X-Ray分析，噴涂態涂層中未發現Co6W6C、Co3ff3C相，涂層的相結構基本與原始粉末相同。
【主權項】
1.一種無分解的WC-CO涂層熱噴涂制備方法，其工藝參數為: 氧氣流量322-402 L/min、氧氣壓力為0.55MPa ; 燃氣為丙烷，燃氣流量為42-50 L/min、燃氣壓力為0.40 MPa ; 送粉氣為氮氣，送粉氣流量為45 L/min，送粉氣壓力為0.60MPa ； 噴涂的粉末為WC-Co粉末。2.根據權利要求1所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，噴涂距離為160-210mm。3.根據權利要求1所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，噴槍移動速度為140mm/s ,噴槍步距為5_。4.根據權利要求1所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，WC-Co粉末由團聚燒結工藝制備，WC-Co粉末的粒度為5-30mm，孔隙率為5_30%。5.根據權利要求1或4所述無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其中，WC-Co粉末為ffC-17Co, WC 顆粒尺度為 0.05-2.5mm。
【專利摘要】一種無分解的WC-Co涂層熱噴涂制備方法，其工藝參數為：氧氣流量322-402L/min、氧氣壓力為0.55MPa；燃氣為丙烷，燃氣流量為42-50L/min、燃氣壓力為0.40MPa；送粉氣為氮氣，送粉氣流量為45L/min，送粉氣壓力為0.60MPa；噴涂的粉末為WC-Co粉末。本發明的優點是：通過控制超音速火焰噴涂工藝參數，可獲得無分解的WC-Co涂層，為工業生產提供一種高耐磨性能的熱噴WC-Co金屬陶瓷涂層可行工藝。
【IPC分類】C23C4/10, C23C4/12, C23C4/06
【公開號】CN105401115
【申請號】CN201510709480
【發明人】紀崗昌, 陳梟, 白小波, 王洪濤
【申請人】九江學院
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月28日