一種WC-12Co納米涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種WC-12Co納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占79％-92.8％、Co占6％-19.8％、微量元素占1.2％。本發(fā)明僅有很少量的WC粒子發(fā)生氧化脫碳，在相同的條件下，Q235的磨粒磨損量是WC-Co納米涂層的15倍左右，這表明超音速火焰噴涂制備的WC-Co納米涂層具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能，WC-Co納米涂層的硬度達(dá)到HRC74，密度14.7g/cm3，致密度良好，增加鋼材的硬度、耐磨性、耐腐蝕性，延長工件的使用壽命，節(jié)省成本。
【專利說明】-種WC-12Co納米涂層

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種WC-12CO納米涂層。

【背景技術(shù)】
[0002] 表面失效是零部件中的重要失效形式，在表面失效中，磨損占70% -85%，其中磨 料磨損造成的損失在磨損失效中占有50%。
[0003] 在傳統(tǒng)工藝中，修復(fù)工件大多采用噴焊、堆焊、電鍍硬鉻等工藝，被修復(fù)的工件涂 層存在結(jié)合力低、孔隙率高、均勻性差等問題，此外，對于較小的制品，噴涂效率低，成本 高。熱噴涂是一種用專用設(shè)備把某種固體材料熔化并加速噴射到機(jī)件表面上，形成特制薄 層，以提高機(jī)件耐蝕、耐磨、耐高溫等性能的新興材料表面科學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中采用WC 和Co制成的涂層結(jié)合強(qiáng)度和顯微硬度不高，WC粒子容易脫碳形成W2C和W等有害相，WC的 脫碳不僅會(huì)降低涂層的沉積效率，而且這些脫碳相的存在降低了涂層的韌性，過多脫碳相 的存在消弱WC粒子對耐磨性的貢獻(xiàn)，另外在制備涂層過程中，超音速火焰噴涂的溫度可達(dá) 3000 C，嗔涂粉末的晶粒在嗔涂受熱后會(huì)發(fā)生長大，如何能夠盡量減小嗔涂粉末在嗔涂過 程中的受熱長大就顯得十分必要。
[0004] 而稀土可以有效提高材料的機(jī)械性能，在工程應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大的潛力。稀土元 素能夠有效抑制WC的高溫脫碳分解反應(yīng)和WC晶粒的受熱長大，改善粉末的物理性能及噴 涂涂層的力學(xué)性能，顯著降低摩擦系數(shù)，促進(jìn)粉末的致密化并降低涂層孔隙率，提高涂層耐 磨性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種WC-12C0納米涂層。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種WC-12C0納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占79% -92. 8%、Co 占6% -19. 8%、微量元素占1. 2%。
[0008] 所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。
[0009] 在使用時(shí)，所述各組分可采用超音速火焰噴涂工藝在Q235鋼基體上制備WC-12C0 納米涂層。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明僅有很少量的WC粒子發(fā)生氧化脫碳，在相同的條件 下，Q235的磨粒磨損量是WC-Co納米涂層的78倍，這表明超音速火焰噴涂制備的WC-Co納 米涂層具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能，WC-Co納米涂層的硬度達(dá)到HRC74,密度14. 7g/cm3,致 密度良好，可以對 W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、Crl4Mo4V、lCrl7Ni2 等鋼材進(jìn)行表 面處理，增加鋼材的硬度、耐磨性、耐腐蝕性，延長工件的使用壽命，達(dá)到節(jié)省成本的目的。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0012] 實(shí)施例一：
[0013] 取WC79%、Col9. 8%、微量元素 L 2%，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。
[0014] 由上述各組分制成的WC-12C0納米涂層的X射線表明：WC-12C0納米涂層中除了 新增了衍射強(qiáng)度較弱的W2C相外，其余的相與原始粉末的物相基本一致。
[0015] 所述WC-C0納米涂層拉斷時(shí)的抗拉強(qiáng)度為56. 4MPa，斷裂方式均為膠結(jié)面，可見實(shí) 際WC-Co納米涂層的結(jié)合強(qiáng)度要高于此值，說明該涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
[0016] 檢測結(jié)果表明：在噴涂過程中，僅有很少量的WC粒子發(fā)生氧化脫碳，涂層的結(jié)合 強(qiáng)度和顯微硬度高，組織結(jié)構(gòu)致密，WC-12C0納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實(shí) 驗(yàn)結(jié)果見表1層工件的性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0017] 所述WC-12C0納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比見表2。
[0018] 實(shí)施例二：
[0019] 取WC92. 8%、Co6%、微量元素 L 2%，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。
[0020] 由上述各組分制成的WC-12C0納米涂層的X射線表明：WC-12C0納米涂層中除了 新增了衍射強(qiáng)度較弱的W2C相外，其余的相與原始粉末的物相基本一致。
[0021] 所述WC-Co納米涂層拉斷時(shí)的抗拉強(qiáng)度為64. 4MPa，斷裂方式均為膠結(jié)面，可見實(shí) 際WC-Co納米涂層的結(jié)合強(qiáng)度要高于此值，說明該涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
[0022] 檢測結(jié)果表明：在噴涂過程中，僅有很少量的WC粒子發(fā)生氧化脫碳，涂層的結(jié)合 強(qiáng)度和顯微硬度高，組織結(jié)構(gòu)致密，WC-12C0納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實(shí) 驗(yàn)結(jié)果見表1層工件的性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0023] 所述WC-12C0納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比見表3。
[0024] 實(shí)施例三：
[0025] 取WC85 %、Co 13. 8 %、微量元素1. 2 %，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。
[0026] 由上述各組分制成的WC-12C0納米涂層的X射線表明：WC-12C0納米涂層中除了 新增了衍射強(qiáng)度較弱的W2C相外，其余的相與原始粉末的物相基本一致。
[0027] 所述WC-Co納米涂層拉斷時(shí)的抗拉強(qiáng)度為66. 8MPa，斷裂方式均為膠結(jié)面，可見實(shí) 際WC-Co納米涂層的結(jié)合強(qiáng)度要高于此值，說明該涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
[0028] 所述WC-12C0納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比見表4。
[0029] 檢測結(jié)果表明：在噴涂過程中，僅有很少量的WC粒子發(fā)生氧化脫碳，涂層的結(jié)合 強(qiáng)度和顯微硬度高，組織結(jié)構(gòu)致密，WC-12C0納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實(shí) 驗(yàn)結(jié)果見表1層工件的性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0030] 表I WC-12C0納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種WC-12C0納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占 79% -92. 8%、Co 占 6% -19. 8%、微量元素占 1. 2%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WC-12C0納米涂層，其特征在于：所述微量元素包括C、 Si、Mo、Ti 和 A1。
【文檔編號】C23C4/04GK104404336SQ201410604467
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】程敬卿 申請人:程敬卿