一种耐磨耐腐蚀WC‑CoCr涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106544616A(43)申请公布日2017.03.29(21)申请号201611045550.0(22)申请日2016.11.24(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人王海滨宋晓艳占王彬王学政刘雪梅(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.C23C4/129(2016.01)C23C4/06(2016.01)C22C29/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法(57)摘要一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法，属于金属陶瓷涂层的制备技术领域。包括以下步骤：将钴锭和铬锭按比例混合，以氩气作为保护气体置于感应悬浮熔炼炉进行熔融混合，制备钴铬金属间化合物铸锭；将钴铬金属间化合物铸锭进行球磨破碎，获得平均厚度为0.2-0.8μm的CoCr金属间化合物薄片；将平均粒径小于500nm的WC粉末和CoCr金属间化合物薄片湿磨混合、充分干燥后获得WC-CoCr粉末；(4)以WC-CoCr粉末为原料，通过团聚造粒和气流分级处理获得热喷涂喂料粉末，采用超音速火焰喷涂工艺喷涂该粉末即可。采用本发明的方法即可制备出兼具高耐磨性和高耐蚀性的WC-CoCr涂层。CN106544616ACN106544616A权利要求书1/1页1.一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钴锭和铬锭按比例混合，以氩气作为保护气体置于感应悬浮熔炼炉进行熔融混合，其中钴的质量分数为33％-46％，熔炼炉功率先加至3-5kW，保持1min，然后每隔10s，熔炼炉功率增加2kW，直至达到17～19kW时，保持3-5min后将功率调至零，待试样自然冷却后获得钴铬金属间化合物铸锭；(2)将上述步骤获得的钴铬金属间化合物铸锭进行球磨破碎，球磨介质为无水乙醇，球料比为(3～5):1，球磨时间为15-60h，获得平均厚度为0.2-0.8μm的CoCr金属间化合物薄片；(3)将平均粒径小于500nm的WC粉末和上述步骤获得的CoCr金属间化合物薄片通过湿磨混合、并充分干燥后获得WC-CoCr粉末，其中CoCr金属间化合物薄片占粉末总重量的10％～17％；(4)以上述WC-CoCr粉末为原料，通过团聚造粒和气流分级处理获得WC-CoCr热喷涂喂料粉末，然后采用超音速火焰喷涂工艺喷涂该粉末制备得到耐磨耐腐蚀的WC-CoCr涂层。2.按照权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法，其特征在于，所得CoCr金属间化合物的物相组成仅含CoCr化合物相。3.按照权利要求1-2任一项方法制备得到的耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层。2CN106544616A说明书1/4页一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属陶瓷涂层的制备技术领域，具体是一种耐磨耐腐蚀WC-CoCr涂层的制备方法。背景技术[0002]热喷涂WC-Co类涂层由于耐磨性和耐蚀性良好而广泛应用于金属材料的表面防护。其中WC作为硬质相主要起抗磨作用，金属Co作为粘结相利于制备获得WC基复合材料的同时提高其塑性和韧性，而加入Cr元素则通过形成稳定的氧化物薄膜使涂层获得一定的耐蚀性能。从成分角度说，要制备获得高耐磨耐蚀的WC-Co-Cr涂层的一个关键前提是获得各相均匀分散的WC-Co-Cr原料粉末。现有的WC-Co-Cr粉末的制备方法主要是将Co粉、Cr粉或CoCr合金粉末添加到WC粉末中，通过球磨使其混合。然而，金属Co、Cr或CoCr合金均具有良好的延展性，通过球磨的方法很难使Co、Cr颗粒破碎获得均匀的混合，导致制备涂层中常发生金属元素的“局部富集”现象，尤其对于含量较少的Cr元素(一般占4％)，其分布的不均匀性将直接导致后续制备硬质合金涂层的耐蚀性能降低。[0003]为了解决现有方法中存在的问题，本发明提出合成CoCr金属间化合物替代现有WC-Co-Cr涂层中的单质Co、单质Cr和CoCr合金，一方面使Co、Cr获得原子级水平的均匀混合，得到的CoCr金属间化合物利用其特殊的价电子结构提高粘结相的本征耐蚀性，另一方面通过引入超细粒径的WC提高涂层的硬度和耐磨性，基于以上思路提供一种制备工艺简单、兼具高耐磨性和高耐蚀性的WC-CoCr涂层的制备方法。发明内容[0004]本发明针对现有WC-Co-Cr涂层制备过程中存在Co、Cr分散不匀、涂层耐磨耐蚀性能有限的问题，从改善金属粘结相的物理化学性质入手，采用本发明的方法制备兼具高耐磨性和高耐蚀性的WC-CoCr涂层。该方法工艺简单、成本低、可操作性强。[0005]