CN103225053A - WC-Co-Cr热喷涂粉末及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了WC-Co-Cr热喷涂粉末及其制备方法和用途。其中，该WC-Co-Cr热喷涂粉末包括：86.0重量份的碳化钨混合物；9.8-10.2重量份的钴；4.0重量份的铬；0.3-0.6重量份的碳化钛；以及0.3重量份的抗氧化剂，其中，该碳化钨混合物包括：13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨；15.0-31.5重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨；以及24.5-65重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨。本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末具有优异的韧性和耐腐蚀性，能够有效改善热喷涂后涂层的致密性，从而能够有效用于制备超高压密封、耐腐蚀涂层。

Description

WC-Co-Cr热喷涂粉末及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，特别是涉及热喷涂粉末制备技术领域。具体地，本发明涉及用于制备超高压密封和耐腐蚀涂层的WC-Co-Cr热喷涂粉末及其制备方法。

背景技术

热喷涂技术是表面改质领域中的一项关键技术，通过在被加工工件表面制备一层耐磨涂层，使工件的耐磨性能、耐腐蚀性能获得大幅提高。热喷涂WC/Co涂层作为耐磨、耐腐涂层，由于其高的硬度和良好的韧性广泛地应用于航空航天、冶金、机械等领域。相对于电镀硬铬层，热喷涂WC/Co涂层在耐磨性、耐蚀性、耐疲劳性等方面有明显的优势，而且制备速度快，环境污染小。

阀门是流体输送系统的控制元件，也是石油管道系统中的重要组成部件，对大多数阀门来说，由于密封性能差或密封寿命短而产生流体的泄漏，会造成环境污染和经济损失；有毒有害流体、腐蚀性流体和易燃易爆流体的泄漏不仅会产生重大的经济损失，甚至会造成人员伤亡。石油化工装置的操作温度比较高，介质多为油品、油气，且易燃、易爆。阀门在使用过程中，其密封面长期受到介质的冲刷和腐蚀，频繁承受高压力冲击，因此石油阀门的密封面通常采用热喷涂方法在基体金属上喷涂一层碳化钨钴铬合金（WC-10Co4Cr），加工形成密封面。但在使用常规WC-10Co4Cr热喷涂粉末制备密封面涂层时，由于涂层的致密性、韧性、耐腐蚀性指标不易达到要求，产品合格率一直不高，且使用中密封面的安全性也无可靠保障。

因而，现阶段的WC-Co-Cr热喷涂粉末仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够用于制备超高压密封和耐腐蚀涂层的新型WC-Co-Cr热喷涂粉末。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种WC-Co-Cr热喷涂粉末。根据本发明的实施例，该WC-Co-Cr热喷涂粉末包括：86.0重量份的碳化钨混合物；9.8-10.2重量份的钴；4.0重量份的铬；0.3-0.6重量份的碳化钛；以及0.3重量份的抗氧化剂，其中，该碳化钨混合物包括：13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨；15.0-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨；以及24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨。

发明人惊奇地发现，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末，耐蚀性能非常好，甚至达到WC-Cr₃C₂-Ni粉末的耐腐蚀性能的同等以上水平，从而能够应用于沿海领域或岛屿国家的耐腐工件上。此外，根据本发明的实施例，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末，具有优异的韧性和耐腐蚀性，能够有效改善热喷涂后涂层的致密性，从而能够有效用于制备超高压密封、耐腐蚀涂层，进而能够有效保障密封面的安全性。

另外，根据本发明的实施例，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末的粒度为15-53微米，松装密度为4.2-5.0g/cm³。由此，该WC-Co-Cr热喷涂粉末为球形，流动性好，粒子强度好，喷涂上粉率高，涂层致密、硬度高、韧性好、耐腐蚀性好，能够用于高速氧气助燃煤油燃料喷涂设备，制备阀门密封面涂层、耐腐蚀性涂层。

根据本发明的另一个实施例，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末的粒度为5-30微米，松装密度为5.5-6.1g/cm³。由此，该WC-Co-Cr热喷涂粉末为球形，粒子强度好，喷涂上粉率高，涂层致密、硬度高、韧性好、耐腐蚀性好，能够用于高速空气燃料喷涂设备。

根据本发明的一个实施例，该抗氧化剂为选自油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼溶性抗氧化剂的至少一种，优选水溶性抗氧化剂，更优选水基型抗氧化剂。其中，在本文中所使用的表达方式“水基型抗氧化剂”是指这样一种抗氧化剂，该抗氧化剂成分能够与纯水互溶，与水介质互溶分散，并且能够阻止水、氧气对包含该氧化剂的产品造成氧化影响。由此，在制备本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末时，在水基球磨过程中，分散后的抗氧化剂对粉末即球磨产物表面能够起到抗氧化的保护作用。

根据本发明的一个实施例，碳化钛的粒度为1.0-1.5微米。

根据本发明的另一方面，本发明还提出了前面所述的本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末在制备超高压密封和耐腐蚀涂层中的用途。具体地，因为本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末具有优异的韧性和耐腐蚀性，能够有效改善热喷涂后涂层的致密性，从而能够有效用于制备超高压密封、耐腐蚀涂层，进而能够有效保障密封面的安全性。

根据本发明的又一方面，本发明还提出了一种制备前面所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：将13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨、15-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨和24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨进行混合，以便获得碳化钨混合物；将86.0重量份的该碳化钨混合物、9.8-10.2重量份的钴、4.0重量份的铬、0.3-0.6重量份的碳化钛、0.3重量份的抗氧化剂、25.0重量份的去离子水和2.0重量份的聚乙烯醇混合并进行球磨处理，以便获得球磨产物；将该球磨产物进行干燥造粒处理，以便获得球形混合物；将该球形混合物进行烧结处理，以便获得烧结产物；以及按照粒度为15-53微米，松装密度为4.2-5.0g/cm³或粒度为5-30微米，松装密度为5.5-6.1g/cm³的规格，将该烧结产物依次进行破碎和分级处理，以便获得该WC-Co-Cr热喷涂粉末。

根据本发明的实施例，利用该方法能够方便、有效地制备本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末，并且工艺简单、成本低廉，制备获得的WC-Co-Cr热喷涂粉末具有优异的韧性和耐腐蚀性，能够有效改善热喷涂后涂层的致密性，从而能够有效用于制备超高压密封、耐腐蚀涂层。

根据本发明的实施例，本发明的制备WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，该抗氧化剂为选自油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼溶性抗氧化剂的至少一种，优选水溶性抗氧化剂，更优选水基型抗氧化剂。由此，在本发明的制备WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法中，在水基球磨过程中经分散的抗氧化剂对粉末即球磨产物表面能够起到抗氧化的保护作用。

根据本发明的一个实施例，该去离子水的温度为10-15℃。由此，可以控制球磨过程中粉末和水介质的氧化程度，有利于产品质量的稳定。

根据本发明的一个实施例，进行球磨处理20-28小时。这是因为，首先，球磨时间低于20小时，则各种原材料粉末混合不均匀容易造成成分聚集；其次，球磨时间超过28小时，则粗晶粒碳化钨（4.5-9.0微米）粒子在超长球磨后平均粒度会下降，从而影响产品中不同碳化钨粒度比例。

根据本发明的一个实施例，采用开放式离心喷雾干燥塔进行干燥造粒处理。

根据本发明的一个实施例，该开放式离心喷雾干燥塔的离心雾化盘转速为11000-12000转/分钟。这是因为，本发明的制备WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法采用的是离心雾化工艺，而雾化盘的转速会直接影响混合料的粒度粗细及分布：当雾化器转速低于11000转/分钟时，生产粉末的粒度整体偏粗，且粒度分布不集中；当雾化器转速高于12000转/分钟时，生产粉末的粒度整体偏细，导致细粉偏多，在喷涂过程中会影响粉末的流动性、粘枪管等情况；而本发明在上述转速范围内生产的粉末其粒度分布适应产品所要求的粒度分布。

根据本发明的一个实施例，于氢气氛围中进行烧结处理。这是因为：1、氢气具有还原性，可以保证物料在加温条件下物料不被氧化，从而使烧结产品氧含量低；2、氢气穿透性好，可以作为载气将混合料中起粘结作用的有机物裂解成分带出，从而减少残留。

根据本发明的实施例，烧结处理是于置于钼丝炉的三层石墨舟皿中进行的。其中，根据本发明的一个实施例，推舟速度为12-14分钟/舟，烧结温度为一带炉温950℃，二带炉温1150℃-1250℃。由此，进行脱脂、烧结处理后，获得的WC-Co-Cr热喷涂粉末中的有机物被裂解挥发、粉末在烧结过程中收缩、合金化，具有一定的结合强度，有利于喷涂作业的稳定。

需要说明的是，本发明正是基于发明人经反复试验才获得的下列发现才完成的：

第一，发明人发现，利用上述方法制备WC-Co-Cr喷涂粉末时，碳化钨混合物中纳米晶碳化钨的含量对WC-Co-Cr喷涂粉末所制备的涂层的耐磨性、韧性、耐腐蚀性影响较大。当碳化钨混合物中纳米晶碳化钨的含量小于13.2重量份时，所得WC-Co-Cr喷涂粉末制备的涂层致密性优秀，但韧性差，在压力反复变化的工作状态下易出现裂纹，导致涂层剥落，密封失效，且其盐雾腐蚀性能一般；当碳化钨混合物中纳米晶碳化钨的含量大于25.6重量份时，所得WC-Co-Cr热喷涂粉末制备的涂层韧性好，但致密性一般，涂层孔隙率较高，极易形成泄漏通道，无法实现密封。因此，发明人将碳化钨混合物中纳米晶碳化钨的含量确定为13.2-25.6重量份，并将纳米晶碳化钨的粒度确定为0.05-0.2微米。

第二，发明人发现，中颗粒碳化钨由于粒度相对更粗，不易均匀分布，弥散强化作用不理想，容易出现明显软点；细颗粒耐摩擦磨损性能较优，纳米碳化钨的加入可以很好的填补中颗粒和细颗粒以及两者之间的空隙，提高涂层的致密性，且有利于粘结相的均匀分布，因此，当产品中含有纳米碳化钨、细颗粒、中颗粒三种颗粒时，三者按一定的最佳的填充比例，有利于三者的优势互补，降低粉末的缺陷，生产的热喷涂粉末综合性能较好。

基于上述发现，发明人又通过多次实验选择确定了组成碳化钨混合物的各成分的规格及含量：13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的纳米晶碳化钨、15-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的细颗粒碳化钨和24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的中颗粒碳化钨。

第三，发明人发现，利用上述方法制备WC-Co-Cr喷涂粉末时，由于原料中含有活性较大的纳米晶碳化钨，因此必须添加抗氧化剂。发明人通过多次试验验证，发现添加0.3重量份的抗氧化剂，能够有效抑制纳米晶碳化钨在球磨处理及后续步骤中的氧化。

第四，发明人发现，由于原料中含有纳米晶碳化钨，还需要添加晶粒生长抑制剂，以避免在后续烧结处理中碳化钨晶粒长大。而添加0.6-0.8重量份的碳化钛能够有效避免烧结处理中碳化钨晶粒长大，并且将所得WC-Co-Cr喷涂粉末制备涂层时，碳化钛也能够作为硬质相均匀分布在涂层，通过弥散强化提高涂层的力学性能。

第五，发明人发现，所得WC-Co-Cr热喷涂粉末的松装密度与其性能以及利用其制备的涂层的性能，例如粉末形状、粒子强度、喷涂上粉率，以及制备涂层的致密度、硬度、韧性和耐腐蚀性，紧密相关。具体地，如下表所示：

由此，基于上表的结果，根据实际应用的一般需求，发明人确定了本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末的粒度规格及相应的松装密度：5-30微米规格的WC-Co-Cr热喷涂粉末，要求松装密度为5.5-6.1g/cm³，从而能够用于高速空气燃料喷涂设备；15-53微米规格的WC-Co-Cr热喷涂粉末，要求松装密度为4.2-5.0g/cm³，从而能够用于高速氧气助燃煤油燃料喷涂设备，制备阀门密封面涂层、耐腐蚀性涂层。并且要求：5-30微米规格的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其粒度组成中小于5微米的颗粒质量比为3-6%，大于30微米的颗粒质量比为5-12%；15-53微米规格WC-Co-Cr热喷涂粉末，其粒度组成中小于15微米的颗粒质量比为1-5%，大于53微米的颗粒质量比为5-12%。由此，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末能够充分满足制备超高压密封和耐腐蚀涂层的要求。

此外，还需要说明的是，本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末至少具有以下优点和效果：

（1）本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末既能确保涂层具有优异的韧性、耐腐蚀性、耐磨性指标，又能获得良好的硬度、强度，完全能够适应阀门密封面、对耐腐蚀性要求高的工况使用要求。

（2）本发明通过调节碳化钨混合物中纳米晶碳化钨的含量，能够有效调节所得WC-Co-Cr热喷涂粉末喷涂后涂层的致密性、韧性、耐腐蚀性等相关性能，以满足不同压力工况阀门密封面的密封要求，以及不同腐蚀性工况的多重要求；并通过控制WC-Co-Cr热喷涂粉末的最终产品的粒度组成，确保了涂层的致密性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的制备WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一般方法：

参照图1，本发明的制备WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法一般可以包括以下步骤：

S100：混料及球磨处理

将13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨、15-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨和24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨进行混合，以便获得碳化钨混合物。然后向球磨设备中加入86.0重量份的该碳化钨混合物、9.8-10.2重量份的钴、4.0重量份的铬、0.3-0.6重量份的碳化钛、0.3重量份的抗氧化剂、25.0重量份的去离子水和2.0重量份的聚乙烯醇，并进行球磨处理，以便获得球磨产物。

S200：干燥造粒处理

将该球磨产物进行干燥造粒处理，以便获得球形混合物。

S300：烧结处理

将该球形混合物进行烧结处理，以便获得烧结产物。

S400：破碎分级处理

按照粒度为15-53微米，松装密度为4.2-5.0g/cm³或粒度为5-30微米，松装密度为5.5-6.1g/cm³的规格，将该烧结产物依次进行破碎和分级处理，以便获得本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例参照上述一般方法，以生产200kg喷涂粉为例，按照以下工艺步骤制备本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末：

其中，原料配比及其相应参数见下表。

注：BET：指BET测试法，即BET比表面积测试法，其中比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。在上表中是采用BET测试法测定的BET值来表征本发明所采用的具有球形多孔结构的纳米碳化钨的粒度。

FSSS：费氏粒度测试的简称，基本方法为稳流式空气透过法，即在空气流速和压力不变的条件下，测定比表面积和平均粒度。在上表中，是采用费氏粒度测试法测定的FSSS值来表征本发明所采用的细颗粒和中颗粒碳化钨的粒度。

1、制备纳米晶碳化钨，并备好细颗粒、中颗粒碳化钨

首先，参照美国英佛曼公司的专利号为2004100430580（中国专利公开号1569625A，申请人已获得使用许可），发明名称为“金属碳化物的制备方法”的专利中所述的方法，生产上表所列规格的纳米晶碳化钨，其中，该纳米晶碳化钨的粒度为0.05-0.2微米。具体步骤如下：

（1）配料球磨：三氧化钨直接碳化法生产纳米碳化钨，生产采用三氧化钨和炭黑为主原料，并辅以质量百分比为1.6%的粘结剂，添加剂0.2%，以去离子水为球磨介质，通过搅拌高能球磨2小时，得到混合料浆；

（2）采用开放式离心喷雾方式制备具备球形分布的多孔粒子混合料；

（3）将制备好的混合料在特制的烧结碳化炉中进行高温气氛下直接碳化（注：主要化学反应为WO₃+C→WC+CO₂+CO），碳化温度为1350℃，保温时间为45min；批量生产粒度为0.05-0.2微米纳米晶碳化钨。

然后，预备好粒度为1.0-2.5微米的细颗粒碳化钨，以及粒度为4.5-9.0微米的中颗粒碳化钨，其中该细颗粒碳化钨和中颗粒碳化钨均为市售可得的通用产品。

2、混料及球磨处理

首先依据工艺要求，向球磨设备（可倾式滚筒球磨机或立式搅拌球磨机）加入质量为51.2kg（25.6%）的纳米晶碳化钨，50.0kg（25.0%）细颗粒碳化钨、70.8kg（35.4%）中颗粒碳化钨、20.0kg（10.0%）钴粉和8.0kg(4%)铬粉，然后加入占原料质量百分比为25%、温度为10-15℃的去离子水50kg、4.0kg(2.0%)的聚乙烯醇、0.6kg(0.3%)的抗氧化剂以及1.2kg(0.6%)的晶粒生长抑制剂碳化钛进行混料，并进行球磨处理24小时，以便获得球磨产物。

3、干燥造粒处理

采用开放式离心喷雾干燥塔，将该球磨产物进行干燥造粒处理，以便获得球形混合物。其中，离心雾化盘转速为11000转/分钟。

4、烧结处理

将上述球形混合物装入三层石墨舟皿中，然后置于钼丝炉中，在氢气保护气氛中进行连续烧结，以便获得烧结产物。其中，推舟速度为12分钟/舟，烧结温度为1100℃（一带）；1250℃（二、三带）。

5、破碎分级处理

采用机械方式，对烧结产物进行破碎处理，并根据粒度组成要求采用超声波过筛和氮气保护气流分级的方式得到最终产品WC-Co-Cr热喷涂粉末，其中粒度规格为5-30微米的58kg，15-53微米的135kg，生产过程中金属损失约5kg（2.5%），粉末松装密度分别为：5-30微米的WC-Co-Cr热喷涂粉末，5.6-6.0g/cm³；15-53微米WC-Co-Cr热喷涂粉末，4.3-4.8g/cm³。

然后，结合肉眼观察及喷涂制备涂层后的性能测试，检测评估上述制备的新型WC-Co-Cr热喷涂粉末的性能。其中，采用JP8000超音速火焰喷涂系统制备涂层，然后进行盐水喷雾实验、涂层开裂韧性和磨粒磨损性能测试，测试方法及结果如下：

A、盐水喷雾试验

1盐水喷雾试验条件

试验规格：JIS K8150氯化钠试剂

2结果见下表（分别进行盐水喷雾实验24，48，96，144小时后的外观生锈面积描述）：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

B、涂层开裂韧性实验

本实验采用HVS-10型数显维氏硬度计测定各涂层的开裂韧性值，具体方法及结果见下表：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

其中，开裂韧性值是通过以下公式计算获得的：

$K_c=0.079\frac{P}{a^{3/2}}\log \left(\frac{4.5a}{c}\right)$

其中：a为压痕半对角线长度（单位：微米），c为压痕两侧横向裂纹长度（单位：微米），p为载荷（单位：N）。开裂韧性值越大代表开裂韧性越好。

C、涂层磨粒磨损性能实验

本实验采用MLS-225型湿砂橡胶轮式磨损试验机测定各涂层磨损前后的重量，并计算磨损失重值，具体方法及结果见下表：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

另：（1）使起始预磨转数为500r，是为了去除涂层表面的粗糙度层，以减少使用误差。

    （2）磨损质量越少则磨粒磨损性能越好。

综合上述结果发现，本实施例制备的新型WC-Co-Cr热喷涂粉末，5-30微米规格的，颗粒致密、强度大，制备的涂层具有较好韧性，并具有良好耐磨性、致密性和耐腐蚀性；15-53微米规格流动性好，喷涂上粉率高，制备的涂层具有较好韧性，并具有良好耐磨性、致密性和耐腐蚀性，各项性能均较同类型产品好。其中，由上述涂层开裂韧性试验结果可知，采用本发明的新型热喷涂粉末与常规热喷涂粉末进行喷涂对比，在获得同样的硬度时，本发明的新型热喷涂粉末制得的涂层的韧性比常规粉末高；另外，本发明的新型热喷涂粉末制得的涂层的耐压实验通过率达到100%，耐腐蚀性较同类产品好。由此，表明本实施例制备的本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末适用于制备超高压阀门密封面涂层、耐腐蚀性涂层。

实施例2

以生产200kg喷涂粉为例，按照实施例1所述的方法制备本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其中，与实施例1的不同之处在于：具有下表所示的原料配比及相应参数；烧结温度为1150℃（一带），1200℃（二、三带）。由此，制备获得最终产品WC-Co-Cr热喷涂粉末，其中粒度规格为5-30微米的55kg、15-53微米的140kg，生产过程中金属损失约5kg（2.5%），粉末松装密度分别为：5-30微米的WC-Co-Cr热喷涂粉末，5.5-6.0g/cm³；15-53微米WC-Co-Cr热喷涂粉末，4.2-4.7g/cm³。

然后，结合肉眼观察及喷涂制备涂层后的性能测试，检测评估上述制备的新型WC-Co-Cr热喷涂粉末的性能。其中，采用JP8000超音速火焰喷涂系统制备涂层，然后进行盐水喷雾实验、涂层开裂韧性和磨粒磨损性能测试，测试方法及结果如下：

A、盐水喷雾试验

1盐水喷雾试验条件

试验规格：JIS K8150氯化钠试剂

2结果见下表（分别进行盐水喷雾实验24，48，96，144小时后的外观生锈面积描述）：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

B、涂层开裂韧性实验

本实验采用HVS-10型数显维氏硬度计测定各涂层的开裂韧性值，具体方法及结果见下表：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

其中，开裂韧性值是通过以下公式计算获得的：

$K_c=0.079\frac{P}{a^{3/2}}\log \left(\frac{4.5a}{c}\right)$

其中：a为压痕半对角线长度（单位：微米），c为压痕两侧横向裂纹长度（单位：微米），p为载荷（单位：N）。开裂韧性值越大代表开裂韧性越好。

C、涂层磨粒磨损性能实验

本实验采用MLS-225型湿砂橡胶轮式磨损试验机测定各涂层磨损前后的重量，并计算磨损失重值，具体方法及结果见下表：

注：“普通产品”为赣州澳克泰工具技术有限公司的货号为T62M420的产品。

另：（1）使起始预磨转数为500r，是为了去除涂层表面的粗糙度层，以减少使用误差。

    （2）磨损质量越少则磨粒磨损性能越好。

综合上述结果发现，本实施例制备的新型WC-Co-Cr热喷涂粉末，流动性好，颗粒强度较好，且为多孔结构和全致密两种结构，喷涂沉积效率高，制备的涂层具有较好耐磨性、致密性，并具有良好韧性和耐腐蚀性。其中，由上述涂层开裂韧性试验结果可知，采用本发明的新型热喷涂粉末与常规热喷涂粉末进行喷涂对比，在获得同样韧性时，本发明的新型热喷涂粉末制得的涂层的硬度比常规粉末高；本发明的新型热喷涂粉末制得的涂层的耐压实验通过率达到100%。由此，表明本实施例制备的本发明的WC-Co-Cr热喷涂粉末适用于制备中低压阀门密封面涂层、耐腐蚀性要求较低的工况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种WC-Co-Cr热喷涂粉末，其特征在于，包括：

86.0重量份的碳化钨混合物；

9.8-10.2重量份的钴；

4.0重量份的铬；

0.3-0.6重量份的碳化钛；以及

0.3重量份的抗氧化剂，

其中，所述碳化钨混合物包括：

13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨；

15.0-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨；以及

24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨。

2.根据权利要求1所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其特征在于，所述WC-Co-Cr热喷涂粉末的粒度为15-53微米，松装密度为4.2-5.0g/cm³。

3.根据权利要求1所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其特征在于，所述WC-Co-Cr热喷涂粉末的粒度为5-30微米，松装密度为5.5-6.1g/cm³。

4.根据权利要求1所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其特征在于，所述抗氧化剂为选自油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼溶性抗氧化剂的至少一种，优选水溶性抗氧化剂，更优选水基型抗氧化剂。

5.根据权利要求1所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末，其特征在于，所述碳化钛的粒度为1.0-1.5微米。

6.权利要求1-5任一项所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末在制备超高压密封和耐腐蚀涂层中的用途。

7.一种制备权利要求1-5任一项所述的WC-Co-Cr热喷涂粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将13.2-25.6重量份粒度为0.05-0.2微米的碳化钨、15-31.5重量份，优选25.0重量份粒度为1.0-2.5微米的碳化钨和24.5-65重量份，优选35.4-47.8重量份粒度为4.5-9.0微米的碳化钨进行混合，以便获得碳化钨混合物；

将86.0重量份的所述碳化钨混合物、9.8-10.2重量份的钴、4.0重量份的铬、0.3-0.6重量份的碳化钛、0.3重量份的抗氧化剂、25.0重量份的去离子水和2.0重量份的聚乙烯醇混合并进行球磨处理，以便获得球磨产物；

将所述球磨产物进行干燥造粒处理，以便获得球形混合物；

将所述球形混合物进行烧结处理，以便获得烧结产物；以及

按照粒度为15-53微米，松装密度为4.2-5.0g/cm³或粒度为5-30微米，松装密度为5.5-6.1g/cm³的规格，将所述烧结产物依次进行破碎和分级处理，以便获得所述WC-Co-Cr热喷涂粉末。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述抗氧化剂为选自油溶性抗氧化剂、水溶性抗氧化剂和兼溶性抗氧化剂的至少一种，优选水溶性抗氧化剂，更优选水基型抗氧化剂，

任选地，所述去离子水的温度为10-15℃，

任选地，进行所述球磨处理20-28小时，

任选地，采用开放式离心喷雾干燥塔进行所述干燥造粒处理，

任选地，所述开放式离心喷雾干燥塔的离心雾化盘转速为11000-12000转/分钟。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，于氢气氛围中进行所述烧结处理。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烧结处理是于置于钼丝炉的三层石墨舟皿中进行的，

任选地，推舟速度为12-14分钟/舟，烧结温度为一带炉温950℃，二带炉温1150℃-1250℃。

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