CN104988453A

CN104988453A - 一种复合涂层热喷涂方法

Info

Publication number: CN104988453A
Application number: CN201510384495.7A
Authority: CN
Inventors: 向延海
Original assignee: Suzhou Rijin Machinery Equipment Co Ltd
Current assignee: Suzhou Rijin Machinery Equipment Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2015-10-21

Abstract

本申请公开了一种复合涂层热喷涂方法，包括以下步骤：去油垢处理；喷砂处理；采用液体燃料一氧气超音速火焰喷涂系统进行复合涂层的热喷涂成形，喷涂过程中的工艺参数为：氧气流量：60000L/h；煤油流量：25L/h；喷枪距离：400mm；送粉气流量：15L/min。本申请所述的复合涂层热喷涂方法可以喷涂得到一种可以进一步改善碳化钨涂层的断裂韧性和耐磨性能的复合涂层，在碳化钨中加入固体润滑剂MoS₂可以形成自润滑复合材料，使碳化钨涂层在低摩擦因数的情况下具有很高的耐磨性，能在高速、重负荷下，以及在各种活性介质中工作。

Description

一种复合涂层热喷涂方法

技术领域

本申请属于焊接技术领域，特别是涉及一种复合涂层热喷涂方法。

背景技术

热喷涂技术已经成为解决各种机械零部件耐磨耐蚀性能等表面强化技术的有效方法，可延长机械设备的寿命，如碳化钨和碳化铬涂层等已经被广泛应用于航空、石油、电厂和离心机等大型机械设备上。

而申请号为200810064860.6 ，发明名称为碳化钨/钴系涂层材料的专利，其针对现有碳化钨/钴金属陶瓷涂层耐磨性较差及耐腐蚀性较低的问题，提出了一种碳化钨/钴系涂层，材料由碳化钨/钴系粉末和稀土元素或纳米稀土氧化物制成，得到的碳化钨/钴系涂层材料具有良好的耐磨性、强的耐腐蚀性；掺加稀土元素或纳米稀土氧化物，改善了涂层材料的微观组织及力学性能，更好的提高涂层材料的耐磨耐蚀性能。

再例如申请号为200910248543.4，发明名称为一种高密度碳化钨耐磨涂层的制备方法的专利，其公开的制备方法按以下步骤进行：(1)将碳化钨涂层粉末平铺烘干，平铺厚度10～30mm,烘干温度为90～110℃，烘干时间至少2h；(2)将铁基或镍基锻造合金表面用有机溶剂清洗干净，然后采用吹砂方法去除氧化皮等杂质；(3)将铁基或镍基锻造合金固定，采用超音速火焰喷涂设备，将上述碳化钨涂层粉末喷涂到铁基或镍基锻造合金表面，获得耐磨涂层。

发明内容

本申请的目的是在不改变碳化钨涂层其他力学性能的情况下，提供一种复合涂层热喷涂方法，为得到一种复合涂层，该复合涂层可以进一步改善碳化钨涂层的断裂韧性和耐磨性能，在其中加入固体润滑剂MoS₂形成自润滑复合材料，使碳化钨涂层在低摩擦因数的情况下具有很高的耐磨性，能在高速、重负荷下，以及在各种活性介质中工作。

本申请采用的技术方案是：

一种复合涂层热喷涂方法，包括以下步骤：

步骤S1，去油垢处理；用酒精和丙酮清洗试样表面，以除去油垢；

步骤S2，喷砂处理；用棕刚玉进行喷砂处理，净化、活化基体表面金属，以提高复合涂层与基体的结合强度；

步骤S3，采用液体燃料-氧气超音速火焰喷涂系统进行复合涂层的热喷涂成形，喷涂过程中的工艺参数为：

氧气流量：60000L/h；煤油流量：25L/h；喷枪距离：400mm；送粉气流量：15 L/min。

所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为25-50um，其中，MoS₂的重量百分比为0-20%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

3.0-18.0 wt%的Co、3.0-5.6 wt%的C、小于等于2.0 wt%的Fe、3.0-5.6 wt%的Cr、余量为W。

所述MoS₂的重量百分比为15%。

所述复合涂层的摩擦因数为0.3-0.35。

所述复合涂层的厚度为200-300um。

本申请采用上述技术方案后，具有如下技术效果：

本申请所述的复合涂层热喷涂方法可以喷涂得到一种可以进一步改善碳化钨涂层的断裂韧性和耐磨性能的复合涂层，在碳化钨中加入固体润滑剂MoS₂可以形成自润滑复合材料，使碳化钨涂层在低摩擦因数的情况下具有很高的耐磨性，能在高速、重负荷下，以及在各种活性介质中工作。

本申请所述的复合涂层明显改善了材料的耐磨性，涂层中MoS₂的重量百分比为15%时，复合涂层的摩擦因数最小，在0.3-0.35之间。

具体实施方式

为使本申请的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为25-50um，其中，MoS₂的重量百分比为0-20%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

本发明为了解决复合涂层与工件的结合强度不高，可以在工件和复合涂层之间设置一层底层，底层选用与工件的材料接近的元素配制，两者热膨胀系数接近，底层能缓冲工件和涂层的热应力，防止涂层出现裂纹，且能与涂层和工件很好的冶金结合，增强涂层与工件的结合强度。

实施例1

所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为25um，其中，MoS₂的重量百分比为10%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

3.0wt%的Co、3.0 wt%的C、小于等于2.0 wt%的Fe、3.0 wt%的Cr、余量为W。

一种复合涂层热喷涂方法，包括以下步骤：

复合涂层的厚度为200um。

优选采用JP5000型液体燃料-氧气超音速火焰喷涂系统进行热喷涂成形得到上述复合涂层。

实施例2

本实施例与实施例一的区别在于：

所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为50um，其中，MoS₂的重量百分比为20%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

18.0 wt%的Co、5.6 wt%的C、小于等于2.0 wt%的Fe、5.6 wt%的Cr、余量为W。

复合涂层的厚度为300um。

实施例3

本实施例与实施例一的区别在于：

所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为35um，其中，MoS₂的重量百分比为15%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

10.0 wt%的Co、5.0 wt%的C、小于等于2.0 wt%的Fe、4.5 wt%的Cr、余量为W。

复合涂层的厚度为240um。

实施例4

本实施例与实施例一的区别在于：

所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为35um，其中，MoS₂的重量百分比为0%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

复合涂层的厚度为280um。

喷涂结束后，利用万能摩擦磨损试验机对上述实施例分别得到的复合涂层进行摩擦磨损试验，在同样的试验条件下得到的结果是实施例3得到的复合涂层摩擦因数最小，在0.3-0.35之间。随着MoS₂的含量的增加，复合涂层的摩擦因数呈现先减小后增大的趋势，当MoS₂的含量为0%左右时，摩擦因数在0.7-0.75，MoS₂的含量为10%左右时，摩擦因数在0.5-0.6之间，随着MoS₂的含量的增加为20%左右时，摩擦因数开始增大在0.5-0.6之间。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或” 的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种复合涂层热喷涂方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复合涂层热喷涂方法，其特征在于，所述复合涂层的喷涂粉末为WC-10Co-4Cr和MoS₂的混合材料，粉末粒度为25-50um，其中，MoS₂的重量百分比为0-20%；WC-10Co-4Cr的成分包括：

3.根据权利要求2所述的复合涂层热喷涂方法，其特征在于，所述MoS₂的重量百分比为15%。

4.根据权利要求1所述的复合涂层热喷涂方法，其特征在于，所述复合涂层的摩擦因数为0.3-0.35。

5.根据权利要求1所述的复合涂层热喷涂方法，其特征在于，所述复合涂层的厚度为200-300um。