本发明涉及耐蚀涂层技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀非晶-wc复合涂层的制备方法。
背景技术：
wc涂层具有良好的耐磨损性能，这一涂层对于提高零部件使用寿命具有重要的作用，因此含wc耐磨涂层在矿山、煤炭、冶金等领域应用最多的涂层形式。由于wc涂层的耐蚀性能较差，从而影响了其使用范围，在具有腐蚀介质的环境中，wc耐磨涂层的使用寿命大幅降低。针对这一情况，有很多现有技术提出制备非晶-wc涂层，提高wc涂层的耐蚀性能。
国家专利局于2013年9月25日公开了一篇专利申请号为201310444447.3，名称为wc-co增强的铁基金属玻璃复合涂层及其制备方法。此专利公开了如下技术方案：通过将体积分数10%～30%的wc-co粉末和体积分数70～90%的fe非晶粉末均匀混合作为喷涂材料，利用超音速火焰喷涂工艺在零件表面上制备的硬质合金增强的金属玻璃涂层。与目前的fe基非晶涂层相比，其硬度、强度和耐磨性均有所提高。与相同方法制备的wc-co涂层相比，性能接近，成本却可以降低很多。但是此专利并不能将两种不同粒径的合金粉末完全嵌和，导致fe基粉末与wc粉末结合力较弱，最终会使得wc耐磨涂层的使用寿命得不到大幅度提高。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种一方面利用mo元素的存在促进非晶相的形成，并且mo元素可以抑制cr元素的溶解，可以极大地促进了钝化膜的形成，提高涂层的耐蚀性能；另一方面利用两种不同粒径的粉末相互融合，增强fe基粉末与wc粉末结合力，延长复合涂层的使用寿命并且提高耐蚀性能的非晶-wc复合涂层的制备方法。为此，现提出如下技术方案：
一种耐腐蚀非晶-wc复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）将采用气雾化方法制备的成分为fe42.87cr15.98mo16.33c15.94b8.88的fe基非晶合金粉末进行筛分处理，使得fe基非晶合金粉末粒径为20-50微米；
（2）将粒径为5-25微米的商业化wc-10co-4cr粉末和步骤（1）中粒径为20-50微米的fe基非晶合金粉末按照质量百分比3:1进行球磨混合，制得混合合金粉末；
（3）先对基体表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并将基体进行预热；然后以步骤（2）的混合合金粉末为喷涂原料，采用超音速火焰喷涂设备对基体表面进行喷涂，待喷涂结束后，自然冷却，即得到耐蚀非晶-wc复合涂层。
对上述方案的进一步改进，所述超音速火焰喷涂设备的喷涂工艺参数为氧气压力0.5-0.7mpa；氧气流量为180-220l/min；丙烷压力0.45-0.6mpa；丙烷流量23-26l/min；喷涂距离220-260mm；送粉速度4-6rpm。
对上述方案的进一步改进，所述超音速火焰喷涂设备的喷涂工艺参数为氧气压力0.65mpa；氧气流量为200l/min；丙烷压力0.5mpa；丙烷流量25l/min；喷涂距离250mm；送粉速度5rpm。
对上述方案的进一步改进，所述超音速喷涂设备的型号为jp-5000。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）从本发明制备的非晶-wc涂层的非晶合金本征特性来看，该材料不具有传统金属材料所具备的位错、晶界等缺陷，因此，它本身就具有非常优异的耐蚀性能。同时，所制备的复合涂层中含有15.98%的cr元素和16.33%的mo元素，cr是耐腐蚀性元素；mo元素的存在一方面有利于非晶相的形成，增强fe粉末与wc粉末的结合力；另一方面，mo元素可以抑制cr元素的溶解，可以极大地促进了钝化膜的形成，也会提高涂层的耐蚀性能，在含有腐蚀介质的环境中，使用寿命比传统的wc耐磨涂层提高3倍。
（2）在喷涂冷却过程中，当温度处于过冷液相区时，由于wc颗粒与fe基非晶粉末之间的相互撞击，导致fe基非晶合金粉末产生较大的塑性变形，该塑性变形将有利于加强fe基非晶粉末与wc基体之间的结合，从而使得获得的涂层孔隙率较低，也会增强fe基非晶粉末与wc粉末的结合力，从而延长复合涂层的使用寿命。
（3）本发明通过将粒径为20-50微米的fe基非晶合金粉末和粒径为5-25微米的wc-10co-4cr混合喷涂在基体表面，[a1]可降低涂层孔隙率，提高复合涂层的平整度，使喷涂在基体表面的复合涂层更加美观。
附图说明
图1本发明实施例1制备的非晶-wc复合涂层与单一wc涂层的极化曲线对比图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种耐腐蚀非晶-wc复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）将采用气雾化方法制备的成分为fe42.87cr15.98mo16.33c15.94b8.88的fe基非晶合金粉末进行筛分处理，使得fe基非晶合金粉末粒径为35微米；
（2）将粒径为15微米的商业化wc-10co-4cr粉末和步骤（1）中粒径为35微米的fe基非晶合金粉末按照质量百分比3:1进行球磨混合，制得混合合金粉末；
（3）先对基体表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并将基体进行预热；然后以步骤（2）的混合合金粉末为喷涂原料，采用型号为jp-5000的超音速火焰喷涂设备对基体表面进行喷涂，喷涂工艺参数为氧气压力0.65mpa；氧气流量为200l/min；丙烷压力0.5mpa；丙烷流量25l/min；喷涂距离250mm；送粉速度5rpm，待喷涂结束后，自然冷却，即得到耐蚀非晶-wc复合涂层。
实施例2
一种耐腐蚀非晶-wc复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）将采用气雾化方法制备的成分为fe42.87cr15.98mo16.33c15.94b8.88的fe基非晶合金粉末进行筛分处理，使得fe基非晶合金粉末粒径为20微米；
（2）将粒径为5微米的商业化wc-10co-4cr粉末和步骤（1）中粒径为20微米的fe基非晶合金粉末按照质量百分比3:1进行球磨混合，制得混合合金粉末；
（3）先对基体表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并将基体进行预热；然后以步骤（2）的混合合金粉末为喷涂原料，采用型号为jp-5000超音速火焰喷涂设备对基体表面进行喷涂，喷涂工艺参数为氧气压力0.5mpa；氧气流量为180l/min；丙烷压力0.45mpa；丙烷流量23l/min；喷涂距离220mm；送粉速度4rpm，待喷涂结束后，自然冷却，即得到耐蚀非晶-wc复合涂层。
实施例3
一种耐腐蚀非晶-wc复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）将采用气雾化方法制备的成分为fe42.87cr15.98mo16.33c15.94b8.88的fe基非晶合金粉末进行筛分处理，使得fe基非晶合金粉末粒径为20-50微米；
（2）将粒径为5-25微米的商业化wc-10co-4cr粉末和步骤（1）中粒径为50微米的fe基非晶合金粉末按照质量百分比3:1进行球磨混合，制得混合合金粉末；
（3）先对基体表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并将基体进行预热；然后以步骤（2）的混合合金粉末为喷涂原料，采用超音速火焰喷涂设备对基体表面进行喷涂，喷涂工艺参数为氧气压力0.7mpa；氧气流量为220l/min；丙烷压力0.6mpa；丙烷流26l/min；喷涂距260mm；送粉速度6rpm，待喷涂结束后，自然冷却，即得到耐蚀非晶-wc复合涂层。
从上述实施例1制备的非晶-wc涂层的非晶合金本征特性来看，该材料不具有传统金属材料所具备的位错、晶界等缺陷，因此，它本身就具有非常优异的耐蚀性能。同时，所制备的复合涂层中含有15.98%的cr元素和16.33%的mo元素，cr是耐腐蚀性元素；mo元素的存在一方面有利于非晶相的形成，增强fe粉末与wc粉末的结合力；另一方面，mo元素可以抑制cr元素的溶解，可以极大地促进了钝化膜的形成，也会提高涂层的耐蚀性能，在含有腐蚀介质的环境中，使用寿命比传统的wc耐磨涂层提高3倍。附图1是本发明实施例1制备的非晶-wc复合涂层与单一wc涂层的极化曲线对比图，图1中所模拟的腐蚀环境为质量分数为3.5%的nacl溶液，以单一的wc涂层为参比对象，结果表明，在相同的腐蚀环境下，实施例1所制备的非晶-wc复合涂层具有更高的自腐蚀电位，复合涂层的自腐蚀电位为-0.65v，wc涂层的自腐蚀电位为-0.79v，说明在同等电位下，复合涂层腐蚀倾向性较小，具有更高的耐腐蚀性能。
本发明在在喷涂冷却过程中，当温度处于过冷液相区时，由于wc颗粒与fe基非晶粉末之间的相互撞击，导致fe基非晶合金粉末产生较大的塑性变形，该塑性变形将有利于加强fe基非晶粉末与wc基体之间的结合，从而使得获得的涂层孔隙率较低，也会增强fe基非晶粉末与wc粉末的结合力，从而延长非晶-wc复合涂层的使用寿命。
本发明通过将粒径为20-50微米的fe基非晶合金粉末和粒径为5-25微米的wc-10co-4cr混合喷涂在基体表面，可降低涂层孔隙率，提高复合涂层的平整度，使喷涂在基体表面的复合涂层更加美观。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
fe基非晶合金粉末与wc-10co-4cr的混合喷涂在降低涂层孔隙率，提高复合涂层的平整度的过程中，粒径大小的限制具体起到何种特殊作用，请从原理上详细说明。