CN101864551A - 一种硬质合金涂层的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的硬质合金涂层的制造工艺，其步骤为：1)工件基体表面粗化；2)工件基体预热：电磁感应加热工件基体；电源功率60～100kw，频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热10～30分钟后至150～360℃；3)喷涂硬质合金涂层：在工件基体上喷涂硬质合金涂层，氧气压力0.1～0.5MPa，乙炔压力0.01～0.05MPa，喷涂距离150～230mm，喷涂温度为250～300℃；4)重熔：电磁感应加热工件；电源功率60～220kw，电源频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热至900～1150℃。本发明的工艺形成了致密、高硬度、高耐磨、耐蚀的硬质合金涂层。

Description

一种硬质合金涂层的制造工艺

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，尤其是涉及硬质合金涂层的制造工艺。

背景技术

目前在工件基体上添加硬质合金涂层的方法为：用火焰加热熔化硬质合金材料，使之与工件基体结合在一起。这种方法的缺点是：1、加热过程中硬质合金材料冶金反应不够完全，导致涂层的硬度较低、耐磨性较差；2、加热火焰强度不易控制，易造成过烧或加热不足；3、涂层的质量可靠性差，成品率难以保证；4、钴基合金熔点高不易形成喷焊层；5、铁基合金采用火焰重熔时易发生氧化，涂层质量难以保证；6、生产制作成本高、生产效率低，操作者作业环境差，劳动强度大；7、自动化程度低，合格产品制造的可重复性难以保证。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种利用电磁感应加热熔化硬质合金涂层，使之与工件基体材料形成冶金结合的硬质合金涂层的制造工艺，从而提高工件表面的硬度和耐磨性，使之延长使用寿命。

一种硬质合金涂层的制造工艺，其步骤如下：

1)、工件基体表面粗化：将工件基体采用喷砂或车削螺纹处理；

2)、工件基体预热：电磁感应加热工件基体；电源功率60～100kw，电源频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热10～30分钟后至150～360℃；

3)、喷涂硬质合金涂层：在工件基体上喷涂硬质合金涂层，氧气压力0.1～0.5MPa，乙炔压力0.01～0.05MPa，喷涂距离150～230mm，喷涂温度为250～300℃；

4)、重熔：电磁感应加热工件；电源功率60～220kw，电源频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热至900～1150℃。

本发明硬质合金涂层的制造工艺，是利用电磁感应产生涡流集肤效应发热原理，在工件一定深度产生热量，通过传导，热量达到工件表面并传递给硬质合金粉末喷涂层，涂层受热达到冶金反应温度开始进行冶金反应，从而实现硬质合金粉末的合金化并与工件基体形成冶金结合。本发明的制造工艺使工件的加热均匀性得到提高，涂层合金化反应更充分，生成硬质相微粒含量提高，形成致密、高硬度、高耐磨、耐蚀的硬质合金涂层。采用本发明的工艺得到的涂层硬度比原有的火焰加热得到的涂层硬度提高了7～9％，涂层耐磨性经试验检测可提高5～8％，涂层耐腐蚀性也有所提高。采用本发明工艺制造的工件经现场试用后的使用寿命比用火焰加热涂层的工件的寿命提高了20％以上，从而减少了部件更换率，降低了企业生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明步骤4重熔时的工件位置示意图。

其中1是感应加热器、2是工件基体、3是硬质合金涂层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

工件基体为：热连轧用输送辊道25号无缝钢管，辊身长1230mm，辊子直径

；合金材料选用镍基硬质合金Ni60A，加热电源采用240kw、4000Hz中频感应电源。

针对本工件，具体的硬质合金涂层的制造工艺如下：

1、工件基体表面粗化：将工件基体采用喷砂或车削表面粗化；

2、工件基体预热：电磁感应加热工件基体；电源功率100kw，电源频率4000Hz，感应加热器5匝线圈，加热10分钟工件至260℃；

3、喷涂硬质合金涂层：在工件基体上喷涂硬质合金涂层，氧气压力0.3MPa，乙炔压力0.03MPa，喷涂距离200mm，喷涂温度为280℃；

4、重熔：电磁感应加热工件，电源功率180kw，电源频率4000Hz，感应加热器5匝线圈，加热至1050℃。

其中，步骤2工件预热是为使喷涂到工件表面的处于半熔化状态的合金粉末粒子，能够粘附到工件表面，如工件温度太低，粉末粒子会产生骤冷而不会粘附在工件上。

由以上喷涂工艺得到的镍基硬质合金Ni60A涂层的硬度为HRC58～62，而在工件基体材料相同的情况下，采用火焰加热方法得到的镍基硬质合金Ni60A涂层的硬度为HRC54～57。

采用本发明工艺可喷涂镍基、钴基及铁基硬质合金涂层，大大提高了涂层质量及涂层制造的稳定性和可重现性。由于加热均匀性得到提高，在相同材质情况下，采用本发明工艺制造的涂层硬度要比用火焰加热得到的涂层硬度高2～3HRC，其原因是涂层合金化反应更充分，生成硬质相微粒含量比原工艺高5％以上，因而涂层的耐磨性也随之大大提高。另外，在喷涂钴基合金时，解决了用氧乙炔火焰难以熔透的难题。同时，由于等离子喷焊会产生氮的氧化物，所以本发明工艺可替代等离子喷焊工艺，对保护环境起到了积极作用。本发明工艺在喷涂铁基合金时，减少了涂层的氧化，提高了涂层质量和使用性能。

Claims (1)

1.一种硬质合金涂层的制造工艺，其步骤如下：

1)、工件基体表面粗化：将工件基体采用喷砂或车削螺纹处理；

2)、工件基体预热：电磁感应加热工件基体；电源功率60～100kw，电源频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热10～30分钟后至150～360℃；

3)、喷涂硬质合金涂层：在工件基体上喷涂硬质合金涂层，氧气压力0.1～0.5MPa，乙炔压力0.01～0.05MPa，喷涂距离150～230mm，喷涂温度为250～300℃；

4)、重熔：电磁感应加热工件；电源功率60～220kw，电源频率2000～10000Hz，感应加热器1～10匝线圈，加热至900～1150℃。

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