CN105369178A - 一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，首先将WC粉末、B4C粉末、W粉末和Co粉末按一定比例混合后作为制备原料；在所述原料中加入预定量的去离子水作为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇作为粘结剂，再加入适量的消泡剂后，进行混合球磨，制得混合料浆；将所述混合料浆经过喷雾干燥处理后得到团聚颗粒；将所述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在1230～1400℃下烧结，再冷却处理后出炉；将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。该制备方法的工艺流程简洁，所制备的喷涂材料的颗粒沉积效率高，喷涂后的涂层与基体结合强度高，且涂层的抗熔锌腐蚀性能好。

Description

一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域，尤其涉及一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法。
背景技术
目前，热喷涂技术可以在工件表面迅速的制备一层防护涂层，赋予工件表面耐磨、耐蚀、减磨、封严等不同性能。碳化钨基金属陶瓷具有硬度高、韧性好等性能，被广泛应用于航空航天、冶金、石化、机械等行业。在工业应用方面，超音速火焰喷涂因其喷涂速度快、燃烧温度相对较低、碳化物脱碳少、涂层结合强度高，是目前最适合喷涂碳化钨基金属陶瓷的方法。常见的热喷涂用碳化钨基金属陶瓷包括WC-12Co、WC-17Co、WC-10Co4Cr、WC-Cr3C2-Ni、WC-Ni等。
现有技术的方法是采用WC-Co和WC-CoCr粉末制备热喷涂涂层，但由于涂层中Co合金对熔融锌抗蚀性有限，并不能完全解决该问题；在粉末中添加WB，与涂层中的Co可以形成的三元硼化物CoWB，具有优异的耐熔锌腐蚀性，但WB的制备成本高、工艺复杂，一直未能得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法,该制备方法的工艺流程简洁，所制备的喷涂材料的颗粒沉积效率高，喷涂后的涂层与基体结合强度高，且涂层的抗熔锌腐蚀性能好。
一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，所述方法包括：
将WC粉末、B4C粉末、W粉末和Co粉末按一定比例混合后作为制备原料；
在所述原料中加入预定量的去离子水作为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇作为粘结剂，再加入适量的消泡剂后，进行混合球磨，制得混合料浆；
将所述混合料浆经过喷雾干燥处理后得到团聚颗粒；
将所述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在1230～1400℃下烧结，再冷却处理后出炉；
将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。
所述原料的各组分含量比例为：
WC占总重量的55～65％，W占总重量的29～35％，B4C占总重量的1.5～4％，Co占总重量的8～15％。
所述原料的粉末粒径要求在10μm以下，优选在3μm以下。
所述混合料浆的喷雾干燥处理过程是在离心雾化喷雾干燥设备中进行的，其中：
进口温度为180～280℃，出口温度为100～190℃，雾化盘转速为10～40rad/s，送料量为100～400ml/min。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，该制备方法的工艺流程简洁，所制备的喷涂材料的颗粒沉积效率高，喷涂后的涂层与基体结合强度高，且涂层的抗熔锌腐蚀性能好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所提供耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例所述的制备方法在碳化钨WC基金属陶瓷中添加适量的钨W，碳化硼B4C和钴Co，利用烧结过程中，W先与B4C反应生成硼化钨WB和碳化钨WC，而WB进一步与Co反应形成CoWB，由于三元硼化物CoWB和WC均具有优秀的高温耐蚀性，从而大大提高了喷涂后涂层的抗熔锌腐蚀性能，同时本发明制备过程省去了单独制备合格的WB，流程得到简化，减少了关键步骤，更易对生产过程进行控制。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法流程示意图，所述制备方法包括：
步骤11：将WC粉末、B4C粉末、W粉末和Co粉末按一定比例混合后作为制备原料；
在该步骤中，所述原料的各组分含量比例可以为：
WC占总重量的55～65％，W占总重量的29～35％，B4C占总重量的1.5～4％，Co占总重量的8～15％。
进一步的，为了保证成分的均匀性，上述原料的粉末粒径一般要求在10μm以下，优选在3μm以下。
步骤12：在所述原料中加入预定量的去离子水作为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇作为粘结剂，再加入适量的消泡剂后，进行混合球磨，制得混合料浆；
步骤13：将所述混合料浆经过喷雾干燥处理后得到团聚颗粒；
在该步骤中，所述混合料浆的喷雾干燥处理过程是在离心雾化喷雾干燥设备中进行的，其中：
进口温度为180～280℃，出口温度为100～190℃，雾化盘转速为10～40rad/s，送料量为100～400ml/min。
步骤14：将所述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在1230～1400℃下烧结，再冷却处理后出炉；
步骤15：将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。
在获得上述喷涂材料之后，就可以采用超音速火焰喷涂制备相应的涂层，所制备涂层的沉积率约为52％左右。
下面再以具体的实例对上述制备方法的工艺过程进行详细描述：
实施例1、首先以WC(粉末粒径0.8～8um)、W(1～8um)、B4C(2～10um)、Co(1～8um)作为原材料，其中WC占总重量的百分比为55％，W占30％，B4C占2％，Co占13％。
然后在上述原料中加入预定量的去离子水为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇为粘结剂，再加入适量消泡剂等，球磨4小时以上，制得混合料浆；
将上述混合料浆输入离心雾化喷雾干燥设备中，其中进口温度180～280℃，出口温度100～190℃，雾化盘转速10～40rad/s，送料量100～400ml/min，获得团聚颗粒；
将上述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在800℃保温一小时以上，然后在1340℃烧结，保温2小时后随炉冷却至200℃以下后出炉；
将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。
在获得上述喷涂材料之后，就可以采用超音速火焰喷涂制备涂层，涂层沉积率约为52％。
实施例2、首先以WC(粉末粒径0.8～3um)、W(1～3um)、B4C(1～3um)、Co(1～3um)作为原材料，其中WC占总重量的百分比为60％，W占30％，B4C占2％，Co占8％。
在上述原料中加入预定量的去离子水为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇为粘结剂，加入适量消泡剂等，球磨4小时以上，制得混合料浆；
然后将上述混合料浆输入离心雾化喷雾干燥设备中，进口温度180～280℃，出口温度100～190℃，雾化盘转速10～40rad/s，送料量100～400ml/min，获得团聚颗粒；
将上述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在800℃保温一小时以上，然后在1380℃烧结，保温2小时后随炉冷却至200℃以下后出炉；
将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。
在获得上述喷涂材料之后，就可以采用超音速火焰喷涂制备涂层，涂层沉积率约为55％。
综上所述，本发明实施例所述制备方法的工艺流程简洁，所制备的喷涂材料的颗粒沉积效率高，喷涂后的涂层与基体结合强度高，且涂层的抗熔锌腐蚀性能好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将WC粉末、B4C粉末、W粉末和Co粉末按一定比例混合后作为制备原料；
在所述原料中加入预定量的去离子水作为湿磨介质，加入占所述原料总重量2～15％的聚乙烯醇作为粘结剂，再加入适量的消泡剂后，进行混合球磨，制得混合料浆；
将所述混合料浆经过喷雾干燥处理后得到团聚颗粒；
将所述团聚颗粒置于真空脱胶炉中，在1230～1400℃下烧结，再冷却处理后出炉；
将出炉后的配料破碎筛分分级，获得使用要求粒径的喷涂材料。
2.根据权利要求1所述耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，其特征在于，所述原料的各组分含量比例为：
WC占总重量的55～65％，W占总重量的29～35％，B4C占总重量的1.5～4％，Co占总重量的8～15％。
3.根据权利要求1所述耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，其特征在于，
所述原料的粉末粒径要求在10μm以下，优选在3μm以下。
4.根据权利要求1所述耐熔锌腐蚀喷涂材料的制备方法，其特征在于，所述混合料浆的喷雾干燥处理过程是在离心雾化喷雾干燥设备中进行的，其中：
进口温度为180～280℃，出口温度为100～190℃，雾化盘转速为10～40rad/s，送料量为100～400ml/min。
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