CN102321875A - 自动焊机导丝嘴内壁钨导电抗磨损涂层的制备方法 - Google Patents

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马捷
魏建忠
王从曾
贺定勇
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Abstract

自动焊机导丝嘴内壁钨导电抗磨损涂层的制备方法，属材料表面改性领域。本发明鉴于难熔金属钨良好的导电性和抗磨损性，开发出了一种在普通铜制导丝嘴内壁涂覆上一层均匀、结合力好的难熔金属钨涂层的制备方法。该方法特征在于：在反应室的氢气气氛中将导电嘴加热到400℃-650℃；向上述导丝嘴内通入流量为0.5-5g/min的WF6，以及流量为1-3L/min的H2，在1.007-1.06个大气压下反应，涂覆时间10-30分钟。本发明在基本保持铜制导丝嘴导电性能的同时，改善了普通导丝嘴的抗磨损性能。

Description

自动焊机导丝嘴内壁钨导电抗磨损涂层的制备方法
技术领域
自动焊机导丝嘴内壁钨导电抗磨损涂层的制备方法，属材料表面改性领域。
背景技术
自动焊机工作时，导丝嘴处于较高温度，焊丝运动使导丝嘴内壁磨损严重。普通铜制导丝嘴，最短连续工作6小时后，导丝嘴前端因磨损已不能保持原有形状，严重地影响焊接效率和焊接质量。钨由于熔点高，导热性能好，并具有较高的强度和耐磨性能，非常适合做自动焊机导丝嘴内壁耐磨、导电涂层材料。在导丝嘴内壁涂覆上一层导电、抗磨损难熔金属钨涂层，成为制备高使用寿命导丝嘴的有效途经。人们曾尝试用热喷涂、溅射等方法在导丝嘴内壁覆上一层均匀的、结合力强的导电耐磨损涂层，但由于导丝嘴孔径小、长度方向尺寸大等原因，均未获得成功。目前所使用的自动焊机导丝嘴内壁尚无耐磨涂层保护。因此，研究开发出一种可在导丝嘴内壁制备厚度均匀(从图2(a)、(b)可以看出)的导电、抗磨损涂层方法具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的是，鉴于难熔金属的良好导电性、抗磨损性，开发出了一种在普通铜制导丝嘴内壁涂覆上一层厚度均匀、结合力好的难熔金属钨涂层的制备方法。这一方面可以保持导丝嘴良好的导电性能，另一方面极大地提高了普通导丝嘴的抗磨损性能。
自动焊机用导丝嘴内壁钨导电、抗磨损涂层的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1)在反应室的氢气气氛中将导丝嘴加热到400℃-650℃；
2)向上述加热的导丝嘴内通入流量为0.5-5g/min的WF6，以及流量为1-3L/min的H2，在1.007-1.06个大气压下反应，获得导电嘴内壁钨导电抗磨损涂层。根据所需涂层厚度不同(0.1-0.2mm)，涂覆时间约10-30分钟。
难熔金属钨涂层具有良好的导电、抗磨损性能。本发明方法成功的在铜制导丝嘴内壁涂覆上一层结合力强，厚度均匀的钨涂层。其钨本身具有良好的导电性，涂覆涂层后的导丝嘴使用过程中没有发现导电异常。抗磨损性能优异，制备方法经济(涂覆涂层成本约市面出售铜导丝嘴的50％)。
附图说明
图1本发明装置示意图。
其中1、2、3、4-反应气体流向控制阀门，5-WF6恒温加热器，6-反应室加热装置，7-导丝嘴，8-沉积尾气排气口。
图2(a)导丝嘴内壁与涂层结合的体视显微镜照片。
图2(b)导丝嘴内壁与涂层结合的金相照片。
具体实施方式：
导丝嘴钨抗烧蚀涂层沉积装置示意图如说明书附图1。用Ar气排空反应室空气后通入H2，加热导丝嘴7到达设定的工艺温度，WF6经恒温加热器5加热气化后通入加热导丝嘴内。以针阀及流量计控制反应气体流量至工艺参数值。导丝嘴由加热装置6加热。阀门1、2、3、4控制反应气体流向。当1、4打开，2、3关闭，反应气体自上而下进入导丝嘴；当2、3打开，1、4关闭，反应气体自下而上进入导丝嘴。反应尾气由排气口8排出被吸收。在实验装置中，通过导丝嘴的旋转控制内壁钨沉积涂层圆周方向均匀性；通过改变反应气体流向，控制导丝嘴长度方向沉积层厚度的均匀性。
实例一：将导丝嘴内表面用丙酮洗净、晾干后放入反应室内。用Ar气排空反应室空气后通入纯度为99.99％的H2，升温加热至400℃。加热WF6到30℃，使之维持气态。均温后在导丝嘴内通入H2和WF6混合气体，调整H2流量为1.0L/min，WF6流量为0.5g/min。反应室气体压强为1.007个大气压，反应时间20min。沉积工艺完成后关闭WF6气体，冷却导丝嘴到室温后取出，沉积层厚度约为0.05mm。经研磨抛光后制成成品导丝嘴。
实例二：将导丝嘴内表面用丙酮洗净、晾干后放入反应室内。用Ar气排空反应室空气后通入纯度为99.99％的H2，升温加热至500℃。加热WF6到30℃，使之维持气态。均温后在导丝嘴内通入H2和WF6混合气体，调整H2流量为1.0L/min，WF6流量为1.0g/min。反应室气体压强为1.007个大气压，反应时间20min。沉积工艺完成后关闭WF6气体，冷却导丝嘴到室温后取出，沉积层厚度约为0.10mm。经研磨抛光后制成成品导丝嘴。
实例三：将导丝嘴内表面用丙酮洗净、晾干后放入反应室内。用Ar气排空反应室空气后通入纯度为99.99％的H2，升温加热至550℃。加热WF6到30℃，使之维持气态。均温后在导丝嘴内通入H2和WF6混合气体，调整H2流量为1.0L/min，WF6流量为1.0g/min。反应室气体压强为1.007个大气压，反应时间20min。沉积工艺完成后关闭WF6气体，冷却导丝嘴到室温后取出，沉积层厚度约为0.20mm。经研磨抛光后制成成品导丝嘴。
实例四：将导丝嘴内表面用丙酮洗净、晾干后放入反应室内。用Ar气排空反应室空气后通入纯度为99.99％的H2，升温加热至600℃。加热WF6到30℃，使之维持气态。均温后在导丝嘴内通入H2和WF6混合气体，调整H2流量为2.0L/min，WF6流量为3.0g/min。反应室气体压强为1.03个大气压，反应时间20min。沉积工艺完成后关闭WF6气体，冷却导丝嘴到室温后取出，沉积层厚度约为0.35mm。经研磨抛光后制成成品导丝嘴。
实例五：将导丝嘴内表面用丙酮洗净、晾干后放入反应室内。用Ar气排空反应室空气后通入纯度为99.99％的H2，升温加热至650℃。加热WF6到30℃，使之维持气态。均温后在导丝嘴内通入H2和WF6混合气体，调整H2流量为3.0L/min，WF6流量为5.0g/min。反应室气体压强为1.06个大气压，反应时间20min。沉积工艺完成后关闭WF6气体，冷却导丝嘴到室温后取出，沉积层厚度约为0.65mm。经研磨抛光后制成成品导丝嘴。
对上述实例中的导丝嘴进行实际时间应用测试，结果表明导丝嘴使用寿命提高三倍以上。

Claims (1)

1.自动焊机导丝嘴内壁钨导电抗磨损涂层的制备方法，其特征在于：
1)在反应室的氢气气氛中将导丝嘴加热到400℃-650℃；
2)向上述加热的导丝嘴内通入流量为0.5-5g/min的WF6，以及流量为1-3L/min的H2，在1.007-1.06个大气压下反应10-30分钟，获得导电嘴内壁钨导电抗磨损涂层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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