一种具有涂层的钨合金材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有涂层的钨合金材料的制备方法，该钨合金材料基体由如下重量组分组成：费氏粒度为1?1.5μm的WC粉90?95份，费氏粒度为0.5?0.8μm的Co粉8?12份，B粉1?2份、石墨粉0.5?1份。该方法制备的钨合金材料，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钨合金材料强度和硬度能达到完美的匹配，综合性能优良。
【专利说明】
一种具有涂层的钨合金材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及合金材料制造领域，具体涉及一种具有涂层的钨合金材料的制备方法。【背景技术】
[0002]硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境过孔是PCB的重要组成部分之一，其作用是各层间的电气连接通道和器件的固定或定位孔，用PCB微钻进行机械钻孔是最常用的加工方法。常规的PCB钻头寿命为2000-3000孔， 但由于现代电器越来越智能和体积小型化，细导线化、窄间距化的印制电路板制造技术发展速度很快，PCB版的新材料也越来越坚硬，由于材料中存在很多坚固的材料、材料的导热率低、加工的速度越来越高等影响因素，在加工的过程会产生越来越多的热量，加速了刀具的磨损，使得PCB钻头寿命大为缩短，据统计，PCB钻头的主要失效形式是磨损、折断，这就要求加工印制电路板PCB孔的微钻钻头材质性能向更高的强度、硬度、耐磨性方向发展。
[0003]钨及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点，被广泛应用于高温加热、玻璃熔炼、高温结构支撑件等高温领域。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种具有涂层的钨合金材料的制备方法，该方法制备的钨合金材料， 可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钨合金材料强度和硬度能达到完美的匹配，综合性能优良。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种具有涂层的钨合金材料的制备方法，该钨合金材料基体由如下重量组分组成:费氏粒度为1-1.5wii的WC粉90-95份，费氏粒度为0.5-0 ? 8ym的Co粉8-12份，B粉1-2份、石墨粉0 ? 5-1份；该方法包括如下步骤:(1)按上述材料配方选取各材料组份；(2 )选用lKg搅拌球磨机，先加入B粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5:1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7,球磨机搅拌速度480rpm， 填充系数为0.85,研磨1小时；(3)然后再加入碳化钨研磨5-7小时，形成料浆，形成料浆；(4)过滤、干燥，过滤的目数为40-50目，干燥温度为70-85 °C，制成硬质合金混合料粒；(5)将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯；(6)将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400-1425 °C、Ar压力为8-10Mpa、烧结时间为30-100min，得到钨合金基体；(7)按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1 %彡 Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，钨粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米；(8)使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤(7)中的金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在钨镍合金基体上制备一层合金涂层；(9)使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤(8)中制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钨镍合金材料。
[0006]优选的，步骤(8)中的熔覆工艺是指:依次设置激光功率500-1000W，光斑直径1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5-15g/min，保护氩气流量 10_20L/min。[〇〇〇7]优选的，步骤(9)中的重熔工艺是指:依次设置激光功率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/min。
[0008]依据上述方法制备的钨合金材料，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钨合金材料强度和硬度能达到完美的匹配，综合性能优良。【具体实施方式】
[0009]实施例一本实施例的钨合金材料基体由如下重量组分组成:费氏粒度为1-1.5mi的WC粉90份，费氏粒度为〇.5-0.8mi的Co粉8份，B粉1份、石墨粉0.5份。
[0010]按上述材料配方选取各材料组份。
[0011]选用lKg搅拌球磨机，先加入B粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5: 1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7，球磨机搅拌速度 480rpm，填充系数为0.85，研磨1小时。
[0012]然后再加入碳化钨研磨5小时，形成料浆，形成料浆。[〇〇13]过滤、干燥，过滤的目数为40目，干燥温度为70°C，制成硬质合金混合料粒。
[0014]将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯。
[0015]将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400°C、Ar 压力为8Mpa、烧结时间为30min，得到妈合金基体。[〇〇16] 按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:Zr 10%、Ni 2%、Si 1%、B 1%、C 2%，钨粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米。
[0017]使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基体上制备一层合金涂层。
[0018]使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钨镍合金材料。
[0019]熔覆工艺是指:依次设置激光功率500W，光斑直径1mm，搭接率0.3，扫描速度 500mm/min，同步送粉量为5g/min，保护氩气流量10L/min。
[0020]重熔工艺是指:依次设置激光功率500W，光斑1mm，搭接率0.3，扫描速度1000mm/ min，保护氩气流量10L/min。[〇〇21]实施例二本实施例的钨合金材料基体由如下重量组分组成:费氏粒度为1-1.5mi的WC粉95份，费氏粒度为〇.5-0.8ym的Co粉12份，B粉2份、石墨粉1份。
[0022]按上述材料配方选取各材料组份。[〇〇23]选用lKg搅拌球磨机，先加入B粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5: 1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7，球磨机搅拌速度 480rpm，填充系数为0.85，研磨1小时。
[0024]然后再加入碳化钨研磨7小时，形成料浆，形成料浆。[〇〇25]过滤、干燥，过滤的目数为50目，干燥温度为85°C，制成硬质合金混合料粒。
[0026]将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯。[〇〇27]将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1425°C、Ar压力为1 OMpa、烧结时间为1 OOmin，得到妈合金基体。[〇〇28]按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:Zr 15%、Ni 8%、Si 2%、B 5%、C6%，钨粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米。
[0029]使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基体上制备一层合金涂层。
[0030]使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钨镍合金材料。
[0031]熔覆工艺是指:依次设置激光功率1000W，光斑直径2mm，搭接率0.5,扫描速度 1000mm/min，同步送粉量为15g/min，保护氩气流量20L/min。[〇〇32]重熔工艺是指:依次设置激光功率2000W，光斑2mm，搭接率0.5,扫描速度2000mm/min，保护氩气流量20L/min。[〇〇33]对实施例1-2的产品进行的测试，测试结果显示:产品的室温抗拉强度大于782MPa，洛氏硬度大于84.6。
【主权项】
1.一种具有涂层的钨合金材料的制备方法，该钨合金材料基体由如下重量组分组成: 费氏粒度为1-1.5mi的WC粉90-95份，费氏粒度为0.5-0.8mi的Co粉8-12份，B粉1-2份、石墨 粉0.5-1份；该方法包括如下步骤:(1)按上述材料配方选取各材料组份；(2)选用lKg搅拌球磨机，先加入B粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨 介质，按球料比例5:1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7,球磨机搅拌速度480rpm， 填充系数为0.85,研磨1小时；(3 )然后再加入碳化钨研磨5-7小时，形成料浆，形成料浆；(4)过滤、干燥，过滤的目数为40-50目，干燥温度为70-85°C，制成硬质合金混合料粒；(5)将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯；(6)将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400-1425 °C、Ar压力为8-10Mpa、烧结时间为30-100min，得到钨合金基体；(7)按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1 %彡 Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，钨粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米；(8)使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤(7)中的金属粉末 进行多道熔覆，冷却至室温，在钨镍合金基体上制备一层合金涂层；(9)使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤(8)中制得的合金涂层进行激光表面 重熔，冷却至室温，获得钨镍合金材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(8)中的熔覆工艺是指:依次设置激光功 率500-1000W，光斑直径l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5-15g/min，保护氩气流量 10_20L/min。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(9)中的重熔工艺是指:依次设置激光功 率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/min〇
【文档编号】C22C1/05GK105970063SQ201610387598
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】不公告发明人
【申请人】苏州思创源博电子科技有限公司