CN115522158A - 一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法及Ni60-WC重熔涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ni60‑WC重熔涂层的制备方法及Ni60‑WC重熔涂层，涉及涂层防护技术领域。本发明Ni60‑WC重熔涂层的制备方法包括以下步骤：(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理，按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％；(2)将自熔合金粉末喷涂至基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60‑WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.3～1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A。本发明将自熔合金粉末经过火焰喷涂和重熔处理后，在基体表面形成致密的Ni60‑WC重熔涂层，能够显著提高涂层和基体之间的结合力，避免涂层出现脱落的现象。
Description
技术领域
本发明涉及涂层防护技术领域，尤其涉及一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法及Ni60-WC重熔涂层。
背景技术
长轴、螺杆等零件是注塑机上的核心部件，其使用工况十分恶劣，磨损是其失效的主要原因，因此，要求长轴、螺杆等零件具有耐腐蚀、耐磨、高强度等优点。为了提高零件表面的耐磨性能，目前常用的方法是采用喷涂法在零件的表面形成耐磨涂层，从而提高零件的耐磨损性能，提高零件的使用寿命。
目前在零件表面形成耐磨涂层的方法主要是火焰喷涂法，火焰喷涂法是指在氧-丙烷火焰中，耐磨粉末通过喷枪口的高温区，受热成为熔融或半熔融状态，喷至被预热的基体表面上，直到所需的厚度。火焰喷涂工艺比较简单，可用于导轨面的喷涂，回转型零件表面喷涂以及机械磨损修复工作等，但是火焰喷涂法形成的涂层存在结合强度较低和孔隙率较大的缺点，容易导致涂层开裂和脱落，同时由于孔隙率较大也会降低涂层的耐腐蚀性能，导致零件的使用寿命缩短。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法，将自熔合金粉末经过火焰喷涂和重熔处理后，在基体表面形成Ni60-WC重熔涂层，涂层与基体之间形成一条冶金结合带，从而显著提高涂层和基体之间的结合力，避免涂层出现脱落的现象，而且能使涂层具有高硬度和耐磨性的优点，解决了现有火焰喷涂法形成的涂层容易开裂和脱落的问题。
本发明的另一目的在于提出一种Ni60-WC重熔涂层，由上述制备方法制得，涂层和基体之间的结合力强，不易出现开裂和脱落的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理，按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％；
(2)采用火焰喷涂技术将预处理后的自熔合金粉末喷涂至预处理后的基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.3～1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A。
进一步的，在步骤(3)中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，由上至下重熔1次。
进一步的，在步骤(3)中，所述预热工艺的参数设置如下：
丝杆速度：4.0mm/s；
主轴转速：40r/min；
预热电流：800A预热一次、1400A预热三次。
进一步的，在步骤(3)中，采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理后，将重熔处理后的基体置于砂桶中进行冷却，冷却固化后，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层。
进一步的，在步骤(2)中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa。
优选的，所述自熔合金粉末的细度为150～300目。
优选的，按质量百分数，所述自熔合金粉末由Ni60粉80％和碳化钨20％组成。
进一步的，步骤(1)中预处理的操作方法如下：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再进行喷砂处理；对自熔合金粉末进行干燥处理。
一种Ni60-WC重熔涂层，由上述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法制备得到。
上述技术方案具有以下有益效果：本技术方案采用自熔合金粉末作为合金涂层的原料，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％，自熔合金粉末含有15～30％的碳化钨(WC)，保证了涂层具备一定的硬度外，也避免了碳化钨(WC)含量过多，导致重熔时容易造成涂层脱落开裂。同时，Ni60粉的熔点低、固液相温度区间宽，具有良好的耐腐蚀、抗氧化、耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性的优点，具有优良的综合性能，Ni60粉属于高硬度Ni-Cr-B-Si系自熔性合金粉末中应用最广泛的一种，经过火焰喷涂和重熔处理后，涂层与基体之间的机械结合转变为冶金结合，形成一种组织结构致密、均匀、缺陷少的重熔层(即Ni60-WC重熔涂层)，并与基体之间形成一条冶金结合带，从而显著提高涂层和基体之间的结合力，避免涂层出现脱落的现象，而且达到强化基体的目的，让零件具有良好的结合力、硬度、耐磨性、高温特性等优点。
附图说明
图1是本发明实施例1中自熔合金粉末的形貌图；
图2本发明实施例1制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(s1指放大100倍的图，s2指方法500倍的图)；
图3是本发明实施例2制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(t1指100倍放大图，t2指500倍放大图)；
图4是本发明实施例4制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(d1和d1’分别指选取不同位置的金相组织图)；
图5是本发明对比例1制得的Ni60-WC重熔涂层的表面效果图；
图6是本发明对比例2制得的Ni60-WC重熔涂层的表面效果图；
图7是本发明对比例2制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(a指放大200倍的图，b指方法100倍的图)；
图8是本发明对比例3制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(c1指放大100倍的图，c2指方法500倍的图)；
图9是本发明对比例5制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(e1和e1’分别指选取不同位置的切片的金相组织图)；
图10是本发明对比例6制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图；
图11是本发明对比例7制得的Ni60-WC重熔涂层的表面效果图；
图12是本发明对比例7制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图(左边为放大1002倍的图，右边为放大500倍的图)。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理，按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％；
(2)采用火焰喷涂技术将预处理后的自熔合金粉末喷涂至预处理后的基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.3～1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A。
值得说明的是，本技术方案公开了在零件的表面形成Ni60-WC重熔涂层的加工方法，从而制备得到Ni60-WC重熔涂层，采用自熔合金粉末作为合金涂层的原料，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％，自熔合金粉末含有15～30％的碳化钨(WC)，保证了涂层具备一定的硬度外，也避免了碳化钨(WC)含量过多，导致重熔时容易造成涂层脱落开裂。同时，Ni60粉的熔点低、固液相温度区间宽，具有良好的耐腐蚀、抗氧化、耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性的优点，具有优良的综合性能，Ni60粉属于高硬度Ni-Cr-B-Si系自熔性合金粉末中应用最广泛的一种，经过火焰喷涂和重熔处理后，涂层与基体之间的机械结合转变为冶金结合，形成一种组织结构致密、均匀、缺陷少的重熔层(即Ni60-WC重熔涂层)，并与基体之间形成一条冶金结合带，从而显著提高涂层和基体之间的结合力，避免涂层出现脱落的现象，而且达到强化基体的目的，让零件具有良好的结合力、硬度、耐磨性、高温特性等优点。
进一步的说明，本技术方案通过设定重熔工艺中的丝杆速度为1.3～1.5mm/s，主轴转速为40r/min和重熔电流为1700A，能够使涂层达到完全的重熔态(也就是在加热重熔过程中热温度场到达白亮、涂层在完全熔化往下滴的临界点)，即达到最佳的重熔效果，与基体形成冶金结合，形成致密、均匀、缺陷少的重熔涂层。
具体的，自熔合金粉末中，随着WC含量的增加，涂层的硬度会有所增加，但是当WC含量过高时，合金涂层感应重熔效果不佳，到达重熔温度时，合金涂层容易开裂甚至脱落，因此，本技术方案采用含有15～30％碳化钨的自熔合金粉末，能够达到较佳的重熔效果和有效提高涂层的硬度和耐磨性，使得重熔的效果更加完全，通过火焰喷涂在零件上制备合金涂层，并采用高频感应加热重熔技术制备得到致密、结合效果更佳的Ni60-WC重熔涂层，使得涂层在重熔时不脱落和不开裂，从而能有效延长零件的使用寿命。
具体来说，本技术方案中的Ni60粉属于镍基自熔性合金粉末的一种，镍基自熔性合金粉末是指通过在镍基合金中加入能形成低熔点共晶体的合金元素而制成的不同粒度的合金粉末材料，通常包括Ni-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si合金粉末、Ni-Cr-B-Si-Mo合金粉末、Ni-Cr-W-C基自熔性合金粉末、碳化钨弥散型镍基自熔性合金粉末等。镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。
具体来说，本技术方案中的基体为应用于注塑机中的长轴、螺杆、圆棒等零件。
进一步的说明，本技术方案感应重熔技术(Inductionremeltingtechnique)的原理如下：感应重熔技术是利用电磁感应加热技术原理，将表面的合金涂层进行二次熔化，属于感应熔敷的一种，即将导磁率、电阻率、熔点、导热系数、热膨胀系数与基体材料不同的合金粉末预先涂敷于基体表面，通过高频感应加热线圈中的交变磁场在工件中产生涡流和磁滞损耗，借助涡流的趋肤效应和磁滞损耗产生的热量熔化合金涂层，使涂层与基体之间的机械结合转变为冶金结合，形成一种组织结构致密、均匀、缺陷少的重熔层，并与基体之间形成一条冶金结合带，从而达到强化基体的目的。
进一步的说明，在步骤(3)中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，由上至下重熔1次。
进一步的说明，在步骤(3)中，所述预热工艺的参数设置如下：
丝杆速度：4.0mm/s；
主轴转速：40r/min；
预热电流：800A预热一次、1400A预热三次。
制得说明的是，当预热工艺的参数设置为：丝杆速度：4.0mm/s；主轴转速：40r/min；预热电流：800A预热一次、1400A预热三次；且当重熔工艺的参数设置为：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，由上至下重熔1次时，为最优的工艺，使涂层达到最佳的重熔效果，制备得到的Ni60-WC重熔涂层，致密性良好，孔隙率低，显微硬度大于900Hv，基体与涂层之间从机械结合变成冶金结合，结合情况优异。
具体来说，本技术方案中预热电流：800A一次、1400A三次，是指将预热电流设置为800A后，将基体从上往下(即往下走)穿过高频感应加热设备中的线圈，进行依次预热，然后将预热电流设置为1400A，将基体从下往上穿过线圈预热一次，最后再1400A的电流下，将基体来回再预热两次，一共四道预热过程。
进一步的说明，在步骤(3)中，采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理后，将重熔处理后的基体置于砂桶中进行冷却，冷却固化后，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层。
值得说明的是，重熔过后的冷却手段在本技术方案中起到重要作用，本技术方案将重熔处理后的基体埋入砂桶中进行冷却，能使基体缓慢冷却，能有效避免涂层开裂；若冷却速度较快，如采用较快的空气冷却，由于基体的内外温差变化大，基体和涂层之间会造成热膨胀，而出现开裂甚至脱落的现象。
进一步的说明，在步骤(2)中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa。
具体来说，本技术方案采用自熔合金粉末作为合金涂层的原料，通过限定喷涂工艺的参数，如走枪速度、转台转速、喷距、送粉量、送粉器转速、载气、以及氧气压力和丙烷压力等参数，制备出厚度为0.5～0.6mm的合金涂层。合金涂层经过后期感应加热重熔工艺后，会使涂层更加致密，重熔过程中涂层排气孔、涂层与基体冶金结合，同时会使涂层厚度下降，再加上重熔过后一般工件会对表面层进行磨削抛光，磨削一部分厚度，因此将合金涂层的厚度设置为0.5～0.6mm较佳，0.6mm最佳，避免后期重熔和磨削抛光后，制得的Ni60-WC重熔涂层的厚度过低，而导致不能更好的保护基体。
进一步的说明，所述自熔合金粉末的细度为150～300目。
具体来说，本技术方案中的Ni60粉和碳化钨购于上海铸宇公司，细度为150-300目，方便进行喷涂操作，形貌如图1所示。
进一步的说明，按质量百分数，所述自熔合金粉末由Ni60粉80％和碳化钨20％组成。
值得指出的是，本技术方案的自熔合金粉末中WC含量控制在15～30％之间制备得到的Ni60-WC重熔涂层性能较优，特别是当碳化钨含量为20％时，涂层性能最优异，同时有利于进行重熔处理，形成更致密、结合效果更佳的重熔涂层。若WC含量过高，由于WC的熔点很高，为2800℃以上，若WC含量过高，会使重熔温度提高难以控制，也会发现重熔时涂层中的Ni60粉熔化，但WC颗粒大部分未熔，而使得涂层与基体结合不好；同时，WC含量过高时，涂层重熔时，难以到达重熔态，而使得涂层与基体结合不好，甚至由于热膨胀温差等原因，导致涂层脱落开裂。
进一步的说明，步骤(1)中预处理的操作方法如下：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再进行喷砂处理；对自熔合金粉末进行干燥处理。
在进行喷涂和重熔处理前，先对将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油，再进行喷砂处理，可以除去基体表面的灰尘和杂质，并使基体表面具有一定的粗糙度，可以进一步提高涂层和基体之间的结合力，避免涂层脱落。
具体来说，对自熔合金粉末进行干燥处理的方法如下：将自熔合金粉末置于干燥箱中，于70℃的温度下的干燥处理1小时。
一种Ni60-WC重熔涂层，由上述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法制备得到。
下面结合实施例和对比例进一步阐述本技术方案。
实验设备：以下实施例和对比例中使用的喷涂设备为氧-丙烷火焰J-3喷枪喷涂系统，重熔处理使用的设备为高频感应加热设备，以上设备均可在市面上直接购买得到。
实验材料：基体为45#钢圆棒样，试样直径为φ30mm，自熔合金粉末的粒度为150～300目。
实施例1
本实施例Ni60-WC重熔涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再使用23号砂进行喷砂处理；将自熔合金粉末至于干燥箱中于70℃干燥处理1小时；按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉80％和碳化钨20％，其中，自熔合金粉末的细度为200目；
(2)采用火焰喷涂技术将自熔合金粉末喷涂至基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；其中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，重熔完后放入砂桶缓慢冷却以防止快速降温导致的涂层和基体受影响，冷却完成后，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，所述预热工艺的参数设置如下：丝杆速度：4.0mm/s；主轴转速：40r/min；预热电流：800A一次(即800A单程下)、1400A三次(即1400A单程上，再1400A一个来回)；重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，重熔次数为1次。
实施例2
本实施例Ni60-WC重熔涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再使用23号砂进行喷砂处理；将自熔合金粉末至于干燥箱中于70℃干燥处理1小时；按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉70％和碳化钨30％，其中，自熔合金粉末的细度为150；
(2)采用火焰喷涂技术将自熔合金粉末喷涂至基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；其中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，所述预热工艺的参数设置如下：丝杆速度：4.0mm/s；主轴转速：40r/min；预热电流：800A预热一次、1400A预热三次；重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，重熔次数为1次。
实施例3
本实施例Ni60-WC重熔涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再使用23号砂进行喷砂处理；将自熔合金粉末至于干燥箱中于70℃干燥处理1小时；按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉85％和碳化钨15％，其中，自熔合金粉末的细度为300目；
(2)采用火焰喷涂技术将自熔合金粉末喷涂至基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；其中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，所述预热工艺的参数设置如下：丝杆速度：4.0mm/s；主轴转速：40r/min；预热电流：800A预热一次、1400A预热三次；重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.4mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，重熔次数为1次。
实施例4
本实施例Ni60-WC重熔涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再使用23号砂进行喷砂处理；将自熔合金粉末至于干燥箱中于70℃干燥处理1小时；按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉80％和碳化钨20％，其中，自熔合金粉末的细度为200目；
(2)采用火焰喷涂技术将自熔合金粉末喷涂至基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；其中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，所述预热工艺的参数设置如下：丝杆速度：4.0mm/s；主轴转速：40r/min；预热电流：800A预热一次、1400A预热三次；重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.3mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，重熔次数为1次。
具体来说，分别检测实施例1-4中制得的Ni60-WC重熔涂层的厚度、孔隙率和显微硬度，检测结果如下表1所示：
表1实施例1-4的检测结果
从表1是检测结果可知，实施例1-4制得的Ni60-WC重熔涂层均未出现过熔现象，表面效果好，涂层的孔隙率较低仅为1.2％～1.4％，使得涂层致密性良好，同时显微硬度较大，为853～974Hv0.3，能有有效提成涂层的耐磨性，同时，从金相组织图能够看出，基体与涂层之间从机械结合变成冶金结合，结合情况优异，能够有效避免涂层开裂或脱落。
而且，采用实施例1中制备工艺制备得到的Ni60-WC重熔涂层的性能最佳，突出致密性良好，孔隙率为1.3％，显微硬度大于900Hv0.3，基体与涂层之间从机械结合变成冶金结合，结合情况优异。
对比例1
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置和实施例1不同，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置如下：
预热工艺：丝杆速度为3.0mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm(头尾留散热余量)，主轴转速为40r/min，预热电流为800A单程下加1400A单程上，线圈大小直径40mm；
重熔工艺：前半段基体的丝杆速度为1.2mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm，主轴转速为40r/min，前半段的重熔电流为2000A；后半段丝杆速度改为1.3mm/s，重熔电流为1950A。
具体的，图5为本对比例成品的效果图，从图5可以看出，本对比例制备得到的成品表面出现过熔的缺陷，且在基体的前半段表面的涂层有明显过熔的缺陷，后半段虽然降低重熔电流为1950A，仍有过熔的缺陷。
对比例2
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置和实施例1不同，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置如下：
预热工艺：丝杆速度为4.0mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm(头尾留散热余量)，主轴转速为40r/min，预热电流800A上下来回；
重熔工艺：丝杆速度为1.4mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm，主轴转速为40r/min，10mm至100mm处感应电流(即重熔电流)为1800A；从100mm至200mm处加大了感应电流至1900A，再调节至1850A行进100mm。
具体的，图6为本对比例成品的效果图，从图6可以看出，在10mm至100mm处由于刚开始加热升温所以没有出现过熔现象，但在100mm至200mm处发现开始过熔，在200mm至300mm处，由于降低感应电流至1850A，过熔量变少。对本对比例制备重熔涂层后的φ30mm圆棒进行上下两端切样观察，金相组织观察图如下图7所示，图7中a图为100mm至200mm处的金相组织观察图，b图为200mm至300mm处的金相组织观察图，从a图和b图可以看出基体和重熔涂层都形成了致密的冶金结合，且从b图轻微过熔部位切样金相观察得到，存在完全重熔层(b1)和过熔流动层(b2)以及基体三层，完全熔化层相对于过熔流动层，更加致密，硬度也达到了1000HV。
对比例3
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置和实施例1不同，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置如下：
预热工艺：丝杆速度为4.0mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm(头尾留散热余量)，主轴转速为40r/min，预热电流800A上下来回；
重熔工艺：丝杆速度为1.4mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm，主轴转速为40r/min，重熔电流为1750A。
具体的，图8为本对比例成品切片的金相组织图，从图8可以看出，本对比例的涂层中隐约出现过熔黑点和气泡。
对比例4
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置和实施例1不同，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置如下：
预热工艺：丝杆速度为4.0mm/s，上行位置为10mm，下行位置为325mm(头尾留散热余量)，主轴转速为40r/min，预热电流包800A上下来回；
重熔工艺：丝杆速度为1.6mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A。
具体的，通过检测，本对比例制得的Ni60-WC重熔涂层的孔隙率为2.7％，硬度为910HV，由此可见，当丝杆速度为1.6mm/s时(即大于1.3～1.5mm/s)，制得的Ni60-WC重熔涂层的孔隙率较大，存在孔洞缺陷。
对比例5
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例4基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中重熔工艺的工艺参数设置和实施例4不同，本对比例在步骤(3)中重熔工艺的工艺参数设置如下：
重熔工艺：丝杆速度为1.3mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1720A。
具体的，通过检测，本对比例制得的Ni60-WC重熔涂层的厚度为0.466mm，孔隙率为1.1％，硬度为753HV0.3，与实施例4相比，当重熔电流增加至1720A时，制备得到的Ni60-WC重熔涂层的孔隙率虽然有所下降，但是涂层的硬度会大幅度降低，涂层的硬度仅为753HV0.3，会使涂层的耐磨损性能下降。
对比例6
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例4基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中重熔工艺的工艺参数设置和实施例4有所不同，本对比例在步骤(3)中重熔工艺的工艺参数设置如下：
重熔工艺：丝杆速度为1.3mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，重熔次数为4次。
具体的，图10为本对比例制得的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图，并测对比例制得的Ni60-WC重熔涂层试的厚度、孔隙率和显微硬度，检测结果如下，本对比例制得的Ni60-WC重熔涂层试的厚度为0.500mm、孔隙率为2.6％和显微硬度为818HV0.3。从图中发现多次重熔过后的涂层出现了一层过渡层在基体上方，这可能是多次重熔后涂层成分密度不同导致的向下沉积，结合情况良好，但不清楚其成分，还可以看到涂层的空隙也增多了一些，孔隙率为2.6％，由此可见，进行多次的重熔，会导致涂层的孔隙率增加，从而降低涂层的表面性能。
对比例7
本对比例中Ni60-WC重熔涂层的制备方法和实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置和实施例1不同，本对比例在步骤(3)中预热工艺和重熔工艺的工艺参数设置如下：
预热工艺：丝杆速度为4.0mm/s，主轴转速为40r/min，预热电流为800A单程下上下三次；
重熔工艺：丝杆速度为1.4mm/s，上行位置为0mm，下行位置为560mm，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，进行两次重熔，两次均为从下至上单程。
具体的，图11为本对比例的Ni60-WC重熔涂层表面观察图，图12为本对比例的Ni60-WC重熔涂层的金相组织图，左边为放大100倍的金相组织图，右边为放大500倍的金相组织图，从图11和图12可以知，在预热工艺中，若采用800A的预热电流进行下上下三次预热，得到的涂层形成了滑面，未出现过熔现象；由金相组织图中可以发现本对比例的重熔涂层较为平整光滑，组织结构上也更加致密，但还是有大小孔隙布于涂层上，孔隙率为1.2％，基体与涂层也形成了致密的冶金结合层，但通过检测，本对比例的重熔涂层的显微硬度最大为828HV0.3，最小则只有501.6HV0.3，平均显微硬度为700HV0.3，可能是进行了两次从下至上的重熔方式且预热次数过多导致。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对基体和自熔合金粉末分别进行预处理，按质量百分数，自熔合金粉末包括Ni60粉70～85％和碳化钨15～30％；
(2)采用火焰喷涂技术将预处理后的自熔合金粉末喷涂至预处理后的基体的表面，在基体的表面形成合金涂层；
(3)采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层；重熔处理的工艺流程包括预热工艺和重熔工艺，其中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.3～1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A。
2.根据权利要求1所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，重熔工艺的参数设置如下：丝杆速度为1.5mm/s，主轴转速为40r/min，重熔电流为1700A，由上至下重熔1次。
3.根据权利要求2所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述预热工艺的参数设置如下：
丝杆速度：4.0mm/s；
主轴转速：40r/min；
预热电流：800A预热一次、1400A预热三次。
4.根据权利要求1所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，采用感应重熔技术对合金涂层进行重熔处理后，将重熔处理后的基体置于砂桶中进行冷却，冷却固化后，在基体的表面形成Ni60-WC重熔涂层。
5.根据权利要求1所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，喷涂的工艺参数如下：走枪速度为20mm/s，转台转速为250rpm，喷距为250mm，送粉量为80g/min，送粉器转速为2.5rpm，载气为6L/min，氧气压力为0.35Mpa，丙烷压力为0.24Mpa。
6.根据权利要求1所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，所述自熔合金粉末的细度为150～300目。
7.根据权利要求6所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，按质量百分数，所述自熔合金粉末由Ni60粉80％和碳化钨20％组成。
8.根据权利要求1所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中预处理的操作方法如下：将基体表面用砂纸打磨和丙酮清理除油后，再进行喷砂处理；对自熔合金粉末进行干燥处理。
9.一种Ni60-WC重熔涂层，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述的Ni60-WC重熔涂层的制备方法制备得到。
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