CN110280455A - 一种耐磨材料喷涂工艺 - Google Patents

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Abstract

一种耐磨材料制备工艺，包括以下步骤：将碳化钨粉、钴粉和铬粉原料均匀混合；向混合粉末中添加去离子水配制成料浆后进行湿磨；喷雾造粒，造粒粉末经筛分，在氮气保护下高温快速烧结，冷却后，得到碳化钨‑钴‑铬粉末。还提出了一种耐磨材料喷涂工艺，包括以下步骤：先对工件质量进行检查，保证工件表面无明显形变或划痕，并对有锈蚀的工件进行除锈处理，将喷淋后的工件放置在无尘环境中干燥；将碳化钨‑钴‑铬粉末装入供粉器中，在电场环境下利用，将多组静电喷枪分次对工件进行金属粉末喷涂操作。本发明具有工艺流程简单，可连续生产和节能环保的优点，提高了喷涂效率，保证形成的涂层具有均匀光滑和平整致密性好的特点。

Description

一种耐磨材料喷涂工艺
技术领域
本发明涉及耐磨材料喷涂领域，尤其涉及一种耐磨材料喷涂工艺。
背景技术
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85％。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。而现有技术中，碳化钨-钴-铬属于陶瓷相，具有熔点高、硬度高、导电导热性差、化学性能稳定等优点，是制备耐磨耐蚀涂层的理想材料，但由于碳化钨-钴-铬的高熔点及高硬度，喷涂的碳化钨-钴-铬与基体材料的附着力差，且在空气中升高温度时易发生氧化，因此纯碳化钨粉末很少单独用作热喷涂粉末材料，通常需要加入Co、Ni、Ni-Cr等金属或合金作粘结相制成烧结型粉末或包覆型粉末供热喷涂使用。已广泛应用的碳化钨-钴-铬系列热喷涂粉末，由于其所制备的涂层具有极高的硬度、优越的耐磨耐蚀性能和良好的韧性，广泛地应用于航空航天、汽车、冶金、电力、造纸等领域，以提高零部件表面的耐磨性能及修复磨损部位。碳化钨-钴-铬的制备工艺较复杂，存在生产周期长、生产效率低和耗能大等难题，且该碳化钨-钴-铬的粉末在喷涂时存在着喷涂效率低、涂层厚度及涂层质量不可控，喷涂成品率低等缺点。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种耐磨材料喷涂工艺，具有工艺流程简单，可连续生产和节能环保的优点，和大大的提高了喷涂效率，并保证形成的涂层具有均匀、光滑、平整、致密性好的特点，显著提高了喷涂质量。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种耐磨材料制备工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份配比称取碳化钨粉、钴粉和铬粉原料，并将碳化钨粉、钴粉和铬粉原料均匀混合；
S2、向混合粉末中添加去离子水配制成料浆后进行湿磨；料浆中固含量为50％～80％；
S3、料浆湿磨后加入占混合粉末质量分数1％～5％的聚乙二醇，喷雾造粒，得到造粒粉末；
S4、造粒粉末经筛分，取粒度为15～75微米的粉末经脱脂处理后，在氮气保护下高温快速烧结，冷却后，得到碳化钨-钴-铬粉末。
优选的，碳化钨粉、钴粉和铬粉原料重量份配比55-65份：4-6份：2-3份。
优选的，料浆湿磨的粒度控制在0.1～10微米。
优选的，喷雾造粒在喷雾干燥塔中进行，喷雾干燥塔的进口温度控制在200～300℃，出口温度控制在100～150℃，喷雾干燥塔塔内气压控制在0～–1KPa。
优选的，脱脂处理温度600℃～1000℃，时间2h～8h。
根据上述技术方案，本发明还提出了一种耐磨材料喷涂工艺，包括以下步骤：
S1、先对工件质量进行检查，保证工件表面无明显形变或划痕，并对有锈蚀的工件进行除锈处理，在0.1～0.14MPa的压力下，用热水-配制液-热水交替的方式对合格工件进行喷淋；
S2、将喷淋后的工件放置在无尘环境中和65～85℃的温度下，干燥8～15min；
S3、将碳化钨-钴-铬粉末装入供粉器中，然后根据工件大小、形状，在工件的同一面设置多组静电喷枪，且保证每个静电喷枪的喷头距离工件的距离偏差为0～5mm，再根据所需形成的涂层厚度，设置静电喷涂工艺参数；
S4、在电场环境下利用，将多组静电喷枪分次对工件进行金属粉末喷涂操作，喷涂结束后，在165～215℃的环境下，固化4～8min，待其冷却后，进行检查、包装即得。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：碳化钨-钴-铬粉末的制备具有工艺流程简单，可连续生产和节能环保的优点，且能够很好的解决现有技术存在生产周期长、生产效率低和耗能大等难题，且制备的碳化钨-钴-铬粉末成分均匀、球形度高和流动性好，完全可以满足热喷涂要求，适合制备高性能的耐磨涂层材料，并通过对工件进行预处理后，采用多个静电喷枪，设置每个静电喷枪的不同出粉量，次对工件进行碳化钨-钴-铬粉末喷涂操作，能够根据加工的需求灵活的设置静电喷枪的数量和静电喷涂工艺参数，从而进行碳化钨-钴-铬粉末涂层厚度的调节，使喷涂涂层与工件表面紧密结合，利用多静电喷枪喷涂，大大的提高了喷涂效率，并保证形成的涂层具有均匀、光滑、平整、致密性好的特点，显著提高了喷涂质量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
本发明提出的一种耐磨材料制备工艺，包括以下步骤：
S1、按照重量份配比称取碳化钨粉、钴粉和铬粉原料，并将碳化钨粉、钴粉和铬粉原料均匀混合；
S2、向混合粉末中添加去离子水配制成料浆后进行湿磨；料浆中固含量为50％～80％；
S3、料浆湿磨后加入占混合粉末质量分数1％～5％的聚乙二醇，喷雾造粒，得到造粒粉末；
S4、造粒粉末经筛分，取粒度为15～75微米的粉末经脱脂处理后，在氮气保护下高温快速烧结，冷却后，得到碳化钨-钴-铬粉末。
在一个可选的实施例中，碳化钨粉、钴粉和铬粉原料重量份配比55-65份：4-6份：2-3份。
在一个可选的实施例中，料浆湿磨的粒度控制在0.1～10微米。
在一个可选的实施例中，喷雾造粒在喷雾干燥塔中进行，喷雾干燥塔的进口温度控制在200～300℃，出口温度控制在100～150℃，喷雾干燥塔塔内气压控制在0～–1KPa。
在一个可选的实施例中，脱脂处理温度600℃～1000℃，时间2h～8h。
本发明中，碳化钨-钴-铬粉末的制备具有工艺流程简单，可连续生产和节能环保的优点，且能够很好的解决现有技术存在生产周期长、生产效率低和耗能大等难题，且制备的碳化钨-钴-铬粉末成分均匀、球形度高和流动性好，完全可以满足热喷涂要求，适合制备高性能的耐磨涂层材料。
实施例2
根据上述实施例，本发明还提出了一种耐磨材料喷涂工艺，包括以下步骤：
S1、先对工件质量进行检查，保证工件表面无明显形变或划痕，并对有锈蚀的工件进行除锈处理，在0.1～0.14MPa的压力下，用热水-配制液-热水交替的方式对合格工件进行喷淋；
S2、将喷淋后的工件放置在无尘环境中和65～85℃的温度下，干燥8～15min；
S3、将碳化钨-钴-铬粉末装入供粉器中，然后根据工件大小、形状，在工件的同一面设置多组静电喷枪，且保证每个静电喷枪的喷头距离工件的距离偏差为0～5mm，再根据所需形成的涂层厚度，设置静电喷涂工艺参数；
S4、在电场环境下利用，将多组静电喷枪分次对工件进行金属粉末喷涂操作，喷涂结束后，在165～215℃的环境下，固化4～8min，待其冷却后，进行检查、包装即得。
本发明中，通过对工件进行预处理后，采用多个静电喷枪，设置每个静电喷枪的不同出粉量，次对工件进行碳化钨-钴-铬粉末喷涂操作，能够根据加工的需求灵活的设置静电喷枪的数量和静电喷涂工艺参数，从而进行碳化钨-钴-铬粉末涂层厚度的调节，使喷涂涂层与工件表面紧密结合，利用多静电喷枪喷涂，大大的提高了喷涂效率，并保证形成的涂层具有均匀、光滑、平整、致密性好的特点，显著提高了喷涂质量。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种耐磨材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量份配比称取碳化钨粉、钴粉和铬粉原料，并将碳化钨粉、钴粉和铬粉原料均匀混合；
S2、向混合粉末中添加去离子水配制成料浆后进行湿磨；料浆中固含量为50％～80％；
S3、料浆湿磨后加入占混合粉末质量分数1％～5％的聚乙二醇，喷雾造粒，得到造粒粉末；
S4、造粒粉末经筛分，取粒度为15～75微米的粉末经脱脂处理后，在氮气保护下高温快速烧结，冷却后，得到碳化钨-钴-铬粉末。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备工艺，其特征在于，碳化钨粉、钴粉和铬粉原料重量份配比55-65份：4-6份：2-3份。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备工艺，其特征在于，料浆湿磨的粒度控制在0.1～10微米。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备工艺，其特征在于，喷雾造粒在喷雾干燥塔中进行，喷雾干燥塔的进口温度控制在200～300℃，出口温度控制在100～150℃，喷雾干燥塔塔内气压控制在0～–1KPa。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备工艺，其特征在于，脱脂处理温度600℃～1000℃，时间2h～8h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐磨材料制备工艺，还包括一种耐磨材料喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、先对工件质量进行检查，保证工件表面无明显形变或划痕，并对有锈蚀的工件进行除锈处理，在0.1～0.14MPa的压力下，用热水-配制液-热水交替的方式对合格工件进行喷淋；
S2、将喷淋后的工件放置在无尘环境中和65～85℃的温度下，干燥8～15min；
S3、将碳化钨-钴-铬粉末装入供粉器中，然后根据工件大小、形状，在工件的同一面设置多组静电喷枪，且保证每个静电喷枪的喷头距离工件的距离偏差为0～5mm，再根据所需形成的涂层厚度，设置静电喷涂工艺参数；
S4、在电场环境下利用，将多组静电喷枪分次对工件进行金属粉末喷涂操作，喷涂结束后，在165～215℃的环境下，固化4～8min，待其冷却后，进行检查、包装即得。
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