CN102534455B - 一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层及其制备方法。该复合梯度涂层以位于螺杆基体表面的金属陶瓷硬质合金涂层作为过渡层，在该过渡层表面热喷涂表面抛磨加工合金层。与现有的螺杆表面涂层相比，该复合梯度涂层不仅具有优异的表面易于抛磨加工性能，而且具有优异的基体结合强度、耐摩擦磨损性能和耐高温、耐腐蚀性能，能够极大地提高螺杆的使用性能，显著延长螺杆的使用寿命，可替代目前广泛使用的渗氮、喷焊等螺杆表面处理工艺，具有良好的应用前景与经济效益。

Description

一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及注塑机螺杆表面处理技术领域，尤其涉及一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层及其制备方法。

背景技术

机筒和螺杆是注塑机的核心部件，机筒螺杆是一对运动付，相对于机筒来说，螺杆更易于由于表面摩擦磨损而失效损坏。螺杆失效引起的损失是惊人的，据北美1986年的统计数据，螺杆失效损失就已经超过25亿美金。在中国，虽没有相应的统计资料，但是由于国内注塑机、挤出机的用量极大，螺杆失效必然导致巨大的经济损失。因此解决螺杆的过早失效问题是亟待研究的课题，而螺杆表面强化技术的研发是最重要的方向。

塑料颗粒及填料由尾部进入注塑机筒，受螺杆挤压推进，并且在前进中混合塑化，由螺杆头部注入模腔。因此螺杆在机筒中是作高速旋转运动，并处在一定的高温高压条件下，同时螺杆还须经受塑料颗粒与填料颗粒的摩擦与磨损。当填料是一些玻璃纤维，碳酸钙等无机硬物质时，螺杆的磨损尤为剧烈。并且塑料和填料在高温下塑化时常常分解出强腐蚀性介质，如硬聚氯乙烯分解出氯化氢气体，氟塑料分解出氟化氢气体都能强烈腐蚀螺杆表面金属。基于螺杆的服役工况，其表面一般需经特殊处理以满足下列要求：

(1)可加工性良好，便于切削加工以获得光洁的表面，从而减小摩擦系数增加注塑生产效率；

(2)热处理性能良好，以保证较小的变形和获得必要的强度、硬度等基本性能；

(3)高温耐磨耐蚀性能良好，从而保证螺杆具有一定的使用寿命；

(4)表面处理层必须具有良好的附着性，保证表面层与基体金属之间有高的结合强度；

(5)加工处理工艺应尽可能的简单方便，易于操作，同时保证整个螺杆的制造成本要尽可能的低廉。

目前，国内外在提高螺杆的使用寿命方面已经采取了一系列措施，广泛使用的工艺方法主要有：全硬化螺杆、表面氮化、电镀硬铬、表面火焰淬硬、高频淬硬、激光处理、真空镀覆、化学镀Ni-P和表面喷涂、喷焊、堆焊等。上述螺杆表面处理方法各有特点，不同方法处理的螺杆可以被用来适应不同的注塑材料和工艺要求，但在使用的过程中也存在一些局限性。例如，表面氮化工艺中，氮化温度通常高于500℃，氮化时间几十小时，生产效率低，能源消耗大，设备费用高，生产车间工矿恶劣，同时长时间的高温氮化螺杆很容易变形，氮化后磨外圆的工序容易磨掉表面局部的白亮层，在使用中这一部位就首先被腐蚀磨损，进而导致整个螺杆过早失效；同时，表面氮化用材必须是38CrMoA1A氮化钢，价格较高，而氮化层的硬度也比较低。电镀硬铬工艺除了环境污染和涂层耐磨性能较差外，还存在尖角效应，有棱角的地方镀层厚，其它的地方镀层薄，且电镀前要经过磨削加工将各处的尖角倒圆，否则由于镀铬的边缘效应，产生粗晶颗粒，成为铬层剥落的起点。高速钢整体淬火工艺由于整体淬透，表面易被杂质或体积较大的高硬度填充颗粒崩裂。激光熔覆方法一次加工的表面积较小，比较不适用于整体螺杆加工。真空镀覆工艺需要高真空设备，成本昂贵，且可处理工件的尺寸有限。化学镀Ni-P方法的最大问题在于镀层薄，一般几十微米。

热喷涂是一种常用的材料表面处理技术，采用热喷涂方法可以在螺杆表面制备出耐高温抗摩擦和腐蚀性能优良的涂层，且热喷涂具有不受工件尺寸和施工场所的限制、沉积效率较高以及对基体材料的热影响小的特点，既可用于螺杆的生产，也是一种螺杆局部修复的技术，综合成本较低。目前国内外在螺杆制造领域，热喷涂技术还没有得到广泛的应用，主要的原因是还没有能够有效解决螺杆上热喷涂涂层在表面镜面抛磨加工和服役过程中的破坏的问题。

发明内容

本发明的技术目的是为了保护注塑机螺杆不被摩擦腐蚀，从而延长其使用寿命、提高其性能，提出一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层，该涂层性价比高，具有优异的基体结合强度、抗高温磨损性和耐腐蚀性，同时具备优异的表面可抛磨加工性能，能够提高螺杆的使用性能，延长其使用寿命。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层，以注塑机螺杆为基体，在该基体表面采用热喷涂的方法而得到，其特征是：如图1所示，所述的复合梯度涂层由位于基体表面的过渡层，以及位于过渡层表面的表面抛磨加工合金层组成，所述的过渡层是金属陶瓷硬质合金涂层。

作为优选，所述的过渡层的金属陶瓷硬质合金包括但不限于Cr₃C₂-Ni、WC-CrC-Ni、WC-Co、WC-Co-Cr、Cr₃C₂-NiCr、Cr₃C₂-CoNiCrAlY、WC-FeCrAl、WC-Ni等。

作为优选，所述的表面抛磨加工合金包括但不限于NiCr、NiCrBSi、NiAl、NiCrAl、316L、NiCrBSiFe、NiCrBSiMoFe等。

作为优选，所述的注塑机螺杆的常用材料包括但不限于钢材，如45号钢、40Cr、氮化钢、38CrMoAl、34CrAlNi、31CrMo12等。

作为优选，所述的过渡层金属陶瓷硬质合金涂层的厚度范围为100μm～200μm，表面抛磨加工合金涂层的厚度范围为100μm～150μm。

本发明一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层的制备方法包括如下步骤：

步骤1、基体表面预处理：

对注塑机螺杆表面进行清洗、除油除锈和表面粗化；

步骤2、基体表面热喷涂过渡层：

在步骤1表面预处理的注塑机螺杆表面采用热喷涂方法制备一层金属陶瓷硬质合金涂层作为过渡层；

步骤3、过渡层表面热喷涂合金涂层：

在步骤2得到的过渡层表面采用热喷涂方法制备一层合金涂层作为表面抛磨加工合金层。

上述制备方法中：

所述的步骤1中，表面粗化方法包括但不限于喷砂、车螺纹或滚花、电拉毛等。

所述的步骤2中，热喷涂方法包括但不限于：超音速火焰喷涂，爆炸喷涂，等离子喷涂，火焰喷涂和电弧喷涂等，其中优选超音速火焰喷涂方法，其喷涂参数的优选范围为：助燃气、燃气和辅助气的压力分别为6～12bar、3～8bar和5～8bar，流量分别为200～300slpm、60～80slpm和300～500slpm，送粉气压力为3～9bar，流量为10～20slpm，送粉速率为40～150g/min，喷涂距离为150～300mm。

所述的步骤3中，热喷涂方法包括但不限于：超音速火焰喷涂、爆炸喷涂和火焰喷涂，其中优选超音速火焰喷涂方法，其喷涂参数的优选范围为：助燃气、燃气和辅助气的压力分别为8～12bar、4～8bar和6～8bar，流量分别为100～200slpm、60～90slpm和350～550slpm，送粉气压力为3～9bar，流量为10～20slpm，送粉速率为30～120g/min，喷涂距离为200～350mm。

为了表征本发明注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层的性能，利用荧光金相显微镜、表面轮廓仪、拉伸试验机和显微硬度计对所得到的涂层样品进行表征，以下是具体的性能测试方法。

(1)涂层显微硬度测试方法：

将涂层样品的横截面镶嵌后抛光，采用数显硬度计测量涂层横截面的显微硬度，所加载荷为300g，保压时间为10s。硬度计算公式为：

$H_V=\frac{2P}{d^2}\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}$

式中：P——所加载荷；

d——压痕对角线长度；

α——正方形四棱角锥体压头两相对面夹角(规定为136°)。

每个试样测试5个点，最后的硬度取其平均值。

(2)涂层结合强度测试方法：

该性能测试根据国标G98642-88(热喷涂层结合强度的测定)进行。拉伸试样的材质是普通的Q235钢，经车削加工成直径为25.4mm，高度为30mm的圆柱形标准试样。具体试验步骤如下：将试样对偶件A、B喷砂处理，将试件端面A均匀地喷上本发明的热喷涂复合涂层，然后用E-7胶将试件A、B件粘合，并将A试件置于B试件之上，使其同轴，经过100℃、1h加热固化以后，将试件夹在材料万能试验机夹具上，以1mm/min的速度进行拉伸，记下拉断时所施加的载荷大小，同时观察拉断时，试件端面涂层的剥落情况。每种涂层进行五次以上的拉伸测试，结合强度取其平均值。

(3)表面粗糙度测试方法：

利用表面轮廓仪的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可利用表面轮廓仪的记录器记录被测截面轮廓曲线。测量原始涂层和经过粗磨的涂层的表面粗糙度，并进行比较。

综上所述，本发明采用热喷涂方法制备的用于注塑机螺杆表面强化的复合梯度涂层以位于螺杆表面的金属陶瓷硬质合金涂层作为过渡层，位于过渡层表面的合金涂层作为表面抛磨加工层，与目前常用的螺杆表面处理技术相比，具有如下优点：

(1)金属陶瓷硬质合金涂层硬度高，耐高温磨损性能良好，且与螺杆表面的结合强度高，能较好地承受螺杆工作时遭受的剧烈摩擦磨损；同时，合金涂层可加工性能良好，便于切削加工和获得光洁的表面；因此，二者的有机结合能够保证热喷涂技术在螺杆表面的成功应用，所制备的涂层不仅具备优异的表面可抛磨加工性能，而且具有优异的基体结合强度、抗高温摩擦磨损性与耐腐蚀性，能够极大地提高螺杆的使用性能，显著延长其使用寿命。

(2)依据合金涂层的耐摩擦磨损性能，能够作为初始工作表层，与金属陶瓷硬质合金涂层共同承受螺杆工作时遭受的剧烈摩擦磨损，能够进一步延长螺杆使用寿命。

(3)设备和工艺简单，易于操作，涂层沉积效率高，且不受螺杆尺寸和施工场所的限制，对螺杆的热影响小，既可用于螺杆的生产，也可用于螺杆的局部修复。

因此，本发明中注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层具有综合成本较低、制备简单、效果显著、适于大规模生产的优点，可替代目前广泛使用的渗氮、喷焊等螺杆表面处理工艺，显著延长螺杆的使用寿命，具有良好的应用前景与经济效益。

附图说明

图1是本发明注塑机螺杆表面热喷涂复合梯度涂层的结构示意图；

图2是本发明实施例1中采用超音速火焰喷涂方法在注塑机螺杆表面制备复合梯度涂层的示意图；

图3a是本发明实施例1中制得的复合梯度涂层抛光后的截面示意图；

图3b是本发明实施例1中制得的复合梯度涂层抛光后的表面荧光显微形貌图；

图4a是本发明实施例1中制得的复合梯度涂层中过渡层的金相组织图；

图4b是本发明实施例1中制得的复合梯度涂层中表层的金相组织图；

图4c是本发明实施例1中制得的复合梯度涂层抛光后的断面微观组织结构。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

图2中的附图标记1-助燃气；2-燃气；3-粉末；4-基体。

实施例1：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，该复合梯度涂层是由位于基体表面的WC-12Co过渡涂层，以及位于过渡层表面的Ni60涂层组成，该WC-12Co涂层厚度为150μm，Ni60涂层厚度为200μm。WC-12Co过渡涂层是由市售15～45μm的WC-12Co粉末经热喷涂方法制备而得，Ni60涂层是由市售20～40μm的Ni60粉末经热喷涂方法制备而得。如图2所示，该复合梯度涂层的具体制备方法如下：

1、喷涂前，将基体4进行清洗、除油除锈后采用60目棕刚玉砂进行表面喷砂预处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

2、采用超音速火焰喷涂方法对该基体4表面进行喷涂。首先喷涂WC-12Co过渡层，控制超音速火焰喷涂枪的喷涂参数为：助燃气1为O₂、燃气2为丙烷、压缩空气的压力分别为10bar、6bar、7bar，流量分别为240slpm、70slpm、380slpm，送粉气N₂流量为15slpm，粉末3输送速率为50g/min，喷涂距离为250mm。然后喷涂表层Ni60，同样采用超音速火焰喷涂方法，控制喷涂参数为：助燃气O₂、燃气丙烷、压缩空气的压力分别为10bar、6bar、7bar，流量分别为150slpm、70slpm、400slpm，送粉气N₂流量为12slpm，粉末输送速率为45g/min，喷涂距离为300mm。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得WC-12Co过渡涂层的平均硬度为1300Hv，Ni60涂层的硬度为772Hv(63.3HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝2.30～2.50μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.040μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

图3a是本实施例中制得的复合梯度涂层抛光后的截面图，由图可见，过渡层和表面抛磨加工层厚度分别约为150μm和200μm，过渡层和基体以及表面抛磨加工层之间结合紧密，层间无连续裂纹和孔隙的存在，这是复合梯度涂层具有较高结合强度的原因；

图3b是本实施例中制得的复合梯度涂层抛光后的表面图，由图可见，经过磨抛加工的涂层表面十分平整光滑，说明复合梯度涂层的可加工性能良好；

图4a是本实施例中制得的复合梯度涂层中过渡层的金相组织图，由图可见，涂层的晶粒较细小且相互结合紧密，这是过渡层具有较高硬度的原因；

图4b是本实施例中制得的复合梯度涂层中表层的金相组织图，由图可见，涂层的晶粒较粗大但相互结合紧密，这是表层具有较低硬度且便于加工的原因；

图4c是本实施例中制得的复合梯度涂层抛光后的断面微观组织结构，由图可见，涂层的显微组织十分致密均匀，无微裂纹和孔隙等缺陷存在，这是涂层具有较高硬度和结合强度的原因。

实施例2：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，该复合梯度涂层是由位于基体表面的WC-10Co-4Cr过渡涂层，以及位于过渡层表面的Ni60涂层组成，该WC-10Co-4Cr涂层厚度为150μm，Ni60涂层厚度为200μm。WC-10Co-4Cr过渡涂层是由市售15～45μm的WC-10Co-4Cr粉末经热喷涂方法制备而得，Ni60涂层是由市售20～40μm的Ni60粉末经热喷涂方法制备而得。

上述复合梯度涂层的具体制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是，粉末3分别是WC-10Co-4Cr粉末与Ni60，得到基体4表面的复合梯度涂层。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得WC-12Co过渡涂层的平均硬度为1288Hv，Ni60涂层的硬度为780Hv(63.5HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝1.50～1.80μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.034μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

实施例3：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，该复合梯度涂层是由位于基体表面的Cr₃C₂-NiCr过渡涂层，以及位于过渡层表面的Ni60涂层组成，该Cr₃C₂-NiCr涂层厚度为110μm，Ni60涂层厚度为180μm。Cr₃C₂-NiCr过渡涂层是由市售15～45μm的Cr₃C₂-NiCr粉末经热喷涂方法制备而得，Ni60涂层是由市售20～40μm的Ni60粉末经热喷涂方法制备而得。

上述复合梯度涂层的具体制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是，粉末3分别是Cr₃C₂-NiCr粉末与Ni60，得到基体4表面的复合梯度涂层。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得Cr₃C₂-NiCr过渡涂层的平均硬度为1290Hv，Ni60涂层的硬度为712Hv(61HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝1.70～2.00μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.039μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

实施例4：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，该复合梯度涂层是由位于基体表面的WC-12Co过渡涂层，以及位于过渡层表面的316L涂层组成，该WC-12Co涂层厚度为120μm，316L涂层厚度为130μm。WC-12Co过渡涂层是由市售15～45μm的WC-12Co粉末经热喷涂方法制备而得，316L涂层是由市售20～40μm的316L粉末经热喷涂方法制备而得。

上述复合梯度涂层的具体制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是，粉末3分别是WC-12Co粉末与316L，得到基体4表面的复合梯度涂层。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得WC-12Co过渡涂层的平均硬度为1288Hv，316L涂层的硬度为305Hv(31HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝1.90～2.30μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.025μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

实施例5：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，与实施例1相同，该复合梯度涂层是由位于基体表面的WC-12Co过渡涂层，以及位于过渡层表面的Ni60涂层组成，该WC-12Co涂层厚度为120μm，Ni60涂层厚度为130μm。WC-12Co过渡涂层是由市售15～45μm的WC-12Co粉末经热喷涂方法制备而得，Ni60涂层是由市售20～40μm的Ni60粉末经热喷涂方法制备而得。

该复合梯度涂层的制备方法如下：

1、喷涂前，将基体进行清洗、除油除锈后采用60目棕刚玉砂进行表面喷砂预处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

2采用爆炸喷涂方法对该基体表面进行喷涂。首先喷涂WC-12Co过渡层，控制爆炸喷涂枪的喷涂参数为：助燃气O₂、燃气C₂H₂和送粉气N₂的压力分别为11.5bar、12bar和11.5bar，流量分别为76slpm、36slpm和25slpm，送粉速率为60g/min，喷涂距离为180mm。然后喷涂表层Ni60，同样采用爆炸喷涂方法，控制喷涂参数为：助燃气O₂、燃气C₂H₂和送粉气N₂的压力分别为11.5bar、12bar和11.5bar，流量分别为55slpm、26slpm和25slpm，送粉速率为45g/min，喷涂距离为180mm。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得WC-12Co过渡涂层的平均硬度为1388Hv，Ni60涂层的硬度为828Hv(65HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝1.50μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.028μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

实施例6：

本实施例中，以注塑机螺杆为基体，在基体表面制备复合梯度涂层，与实施例1相同，该复合梯度涂层是由位于基体表面的WC-12Co过渡涂层，以及位于过渡层表面的Ni60涂层组成，该WC-12Co涂层厚度为200μm，Ni60涂层厚度为230μm。WC-12Co过渡涂层是由市售15～45μm的WC-12Co粉末经热喷涂方法制备而得，Ni60涂层是由市售20～40μm的Ni60粉末经热喷涂方法制备而得。

该复合梯度涂层的制备方法如下：

1、喷涂前，将基体进行清洗、除油除锈后采用60目棕刚玉砂进行表面喷砂预处理，使其粗糙度达到喷涂要求；

2采用火焰喷涂方法对该基体表面进行喷涂。首先喷涂WC-12Co过渡层，控制火焰喷涂枪的喷涂参数为：助燃气O₂、燃气C₂H₂和压缩空气的压力分别为5bar、1bar和6bar，流量分别为50slpm、25slpm和250slpm，送粉速率为45g/min，喷涂距离为150mm。然后喷涂表层Ni60，同样采用火焰喷涂方法，控制喷涂参数为：助燃气O₂、燃气C₂H₂和压缩空气的压力分别为5bar、1bar和6bar，流量分别为50slpm、25slpm和250slpm，送粉速率为30g/min，喷涂距离为150mm。

对上述制备得到的基体表面的复合梯度涂层进行如下性能测试：

(1)涂层显微硬度：利用涂层显微硬度测试方法测得WC-12Co过渡涂层的平均硬度为1178Hv，Ni60涂层的硬度为712Hv(61HRC)。

(2)涂层表面粗糙度：利用表面轮廓仪分别记录原始涂层表面轮廓曲线与抛光后涂层，测得原始涂层表面粗糙度约为Ra＝3.50μm，抛光后涂层的平均表面粗糙度约为Ra＝0.078μm。

(3)涂层结合强度：利用涂层结合强度测试方法，经拉伸试验测得涂层在E7胶结合处拉断，结果表明涂层的结合强度大于70MPa。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层，以注塑机螺杆为基体，在该基体表面采用热喷涂的方法得到，其特征是：所述的复合梯度涂层由位于基体表面的过渡层，以及位于过渡层表面的表面抛磨加工合金层组成，所述的过渡层是金属陶瓷硬质合金涂层；所述的金属陶瓷硬质合金包括Cr₃C₂-Ni、WC-CrC-Ni、WC-Co、WC-Co-Cr、Cr₃C₂-NiCr、Cr₃C₂-CoNiCrAlY、WC-FeCrAl和WC-Ni；所述的表面抛磨加工合金层包括NiCr、NiCrBSi、NiAl、NiCrAl、316L、NiCrBSiFe和NiCrBSiMoFe；所述的过渡层金属陶瓷硬质合金涂层的厚度范围为100μm～200μm，表面抛磨加工合金涂层的厚度范围为100μm～150μm；

所述的热喷涂复合梯度涂层的制备方法包括如下步骤：

步骤1：对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化；

步骤2：在经步骤1处理的基体表面采用热喷涂方法制备一层金属陶瓷硬质合金涂层作为过渡层；

步骤3：在步骤2得到的过渡层表面采用热喷涂方法制备一层合金涂层作为表面抛磨加工合金层。

2.根据权利要求1所述的注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层，其特征是：所述的基体材料包括45号钢、40Cr、氮化钢、38CrMoAl、34CrAlNi和31CrMo12。

3.根据权利要求1或2所述的注塑机螺杆表面的热喷涂复合梯度涂层，其特征是：所述热喷涂方法包括爆炸喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂和电弧喷涂。

4.根据权利要求1所述的注塑机螺杆表面热喷涂复合梯度涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤1中，表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛。

5.根据权利要求1所述的注塑机螺杆表面热喷涂复合梯度涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤2中，采用超音速火焰喷涂方法，其喷涂参数为：助燃气、燃气和辅助气的压力分别为6～12bar、3～8bar和5～8bar，流量分别为200～300slpm、60～80slpm和300～500slpm，送粉气压力为3～9bar，流量为10～20slpm，送粉速率为40～150g/min，喷涂距离为150～300mm。

6.根据权利要求1所述的注塑机螺杆表面热喷涂复合梯度涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤3中，采用超音速火焰喷涂方法，其喷涂参数为：助燃气、燃气和辅助气的压力分别为8～12bar、4～8bar和6～8bar，流量分别为100～200slpm、60～90slpm和350～550slpm，送粉气压力为3～9bar，流量为10～20slpm，送粉速率为30～120g/min，喷涂距离为200～350mm。