一种shs-熔铸改性wc涂层的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，具体步骤如下：（1）以粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、Al和C为原料，WO3、Al、和C按摩尔比1:2:1混合，然后，加入摩尔分数为1%～5%的Ti、Ni、Cr、Mo金属粉末配成混合粉；（2）取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；（3）将混合粉均匀的铺在基体表面，在氩气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行，反应温度为5000～6500K，至到反应结束，基体表面形成WC涂层。本发明的涂层与基体之间形成冶金结合，涂层结合力强，硬度高，耐磨、耐腐性好，工艺简单，操作方便，降低了生产成本，提高了效益。
【专利说明】—种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料表面改性处理【技术领域】，具体涉及一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法。
【背景技术】 [0002]WC材料因具有硬度高、耐磨、耐腐性好的特点，从而广泛应用于国民经济各个行业。目前，常见的金属表面处理方法有激光表面淬火、等离子喷涂、超音速喷涂等，激光表面淬火和超音速喷涂成本高；等离子熔覆工艺不好控制，涂层不均匀，从工业实用化的角度来看，尚需作进一步的深入研究。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的提供一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，采用高放热的SHS体系熔铸制备高性能的WC耐磨耐腐涂层，点火后反应物自发的燃烧形成熔体，冷却后得到SHS-熔铸改性WC涂层，涂层与基体之间形成冶金结合，涂层结合力强，硬度高，耐磨、耐腐性好，同时，工艺简单，操作方便，降低了生产成本，提高了效益。
[0004]本发明采用以下技术方案:
一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，具体步骤如下:
Cl)以粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、Al和C为原料，WO3、Al、和C按摩尔比1:2:1混合，然后，加入摩尔分数为1%~5%的T1、N1、Cr、Mo金属粉末配成混合粉；
(2)取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；
(3)将混合粉均匀的铺在基体表面，在氩气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行，反应温度为5000~6500K，至到反应结束，基体表面形成WC涂层，涂层厚度为0.5~3mm，涂层硬度达到1800~2000Hv。
[0005]WC涂层中同时还有T1、N1、Cr、Mo与W和C的复杂化合物，加入的T1、N1、Cr、Mo
金属粉末，目的是提高防腐性能，得到的涂层耐磨耐腐蚀性能提高3-5倍，且涂层与基体冶金结合，结合力强，力学性能好。
[0006]作为优选，所述步骤(2)中，混合粉占球磨罐体积的30%~50%。
[0007]作为优选，所述步骤(1)中，T1、N1、Cr、Mo金属粉末的摩尔比为5:9:2:1。
[0008]本发明的有益效果为:
SHS-熔铸涂层是一种利用化学反应放热使反应持续进行以合成涂层的新技术，它具有反应速度快、设备简单、能耗低、操作方便等优点。采用SHS-熔铸制备WC涂层是一个新的思路，整个反应过程主要依靠反应物自身放热来维持至到反应结束制备WC，采用SHS-熔铸制备改性WC涂层，降低了成本，提高了涂层性能，延长了使用寿命，效益显著。SHS-熔铸涂层是将一高放热反应原料置于基体(如钢)表面，点火后反应物自发的燃烧形成熔体，冷却后得到SHS-熔铸改性WC涂层涂层，涂层与基体之间形成冶金结合，涂层结合力强，该技术设备简单，反应速度快，成本低，因此经济效益显著。【具体实施方式】
[0009]以下用实施例对本发明作进一步的详细说明:
实施例1:
选择粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、Al和C为原料，按摩尔比1:2:1混合，加入1%摩尔分数的T1、N1、Cr、Mo金属粉末，T1、N1、Cr、Mo金属粉末的摩尔比为5:9:2:1，配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐体积的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；取混合粉300g，均匀的铺在基体(钢)表面，在氩气气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行(反应温度为5000K)，至到反应结束形成SHS-熔铸WC涂层，同时还有T1、N1、Cr、Mo与W和C的复杂化合物，涂层厚度为0.5mm，涂层硬度达到1800HV。得到的改性涂层耐磨耐腐蚀性能提高3_5倍，且涂层与基体冶金结合，结合力强，力学性能好。
[0010]实施例2:
选择粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、A1和C为原料，按摩尔比1:2:1混合，加入2%摩尔分数的T1、N1、Cr、Mo金属粉末,配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐体积的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；取混合粉350g，均匀的铺在基体(钢)表面，在氩气气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行(反应温度为5500K)，至到反应结束形成SHS-熔铸SHS-熔铸WC涂层，同时还有T1、N1、Cr、Mo与W 和C的复杂化合物，涂层厚度为1mm，涂层硬度达到1850Hv。得到的改性涂层耐磨耐腐蚀性能提高3-5倍，且涂层与基体冶金结合，结合力强，力学性能好。
[0011]实施例3:
择粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、A1和C为原料，按摩尔比1:2:1混合，加入
2.5%摩尔分数的T1、N1、Cr、Mo金属粉末,配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐体积的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；取混合粉400g，均匀的铺在基体(钢)表面，在氩气气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行(反应温度为6000K)，至到反应结束形成SHS-熔铸SHS-熔铸WC涂层，同时还有T1、N1、Cr、Mo与W和C的复杂化合物，涂层厚度为2mm，涂层硬度达到1900Hv。得到的改性涂层耐磨耐腐蚀性能提高3-5倍，且涂层与基体冶金结合，结合力强，力学性能好。
[0012]实施例4:
择粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、A1和C为原料，按摩尔比1:2:1混合，加入3%摩尔分数的T1、N1、Cr、Mo金属粉末，T1、N1、Cr、Mo金属粉末的摩尔比为5:9:2:1，配成混合粉；取其述混合粉放入球磨罐中，使球料混合物占球磨罐体积的30%~50% ;然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用；取混合粉500g，均匀的铺在基体(钢)表面，在氩气气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行(反应温度为6500K)，至到反应结束形成SHS-熔铸SHS-熔铸WC涂层，同时还有T1、N1、Cr、Mo与W和C的复杂化合物，涂层厚度为3mm，涂层硬度达到2000HV。得到的改性涂层耐磨耐腐蚀性能提高3_5倍，且涂层与基体冶金结合，结合力强，力学性能好。
[0013]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发`明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: Cl)以粒度均小于150目，纯度大于99%的WO3、Al和C为原料，WO3、Al、和C按摩尔比1:2:1混合，然后，加入摩尔分数为1%~5%的T1、N1、Cr、Mo金属粉末配成混合粉； (2)取上述混合粉放入球磨罐中，然后把球磨罐放到球磨机上球磨，使之混合均匀、细化后备用； (3)将混合粉均匀的铺在基体表面，在氩气保护下，引爆点燃混合粉，反应自发进行，反应温度为5000~6500K，至到反应结束，基体表面形成WC涂层，涂层厚度为0.5~3mm，涂层硬度达到1800~2000Hv。
2.根据权利要求1所述的一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中，混合粉占球磨罐体积的30%~50%。
3.根据权利要求1或2所述的一种SHS-熔铸改性WC涂层的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中，T1、N1`、Cr、Mo金属粉末的摩尔比为5:9:2:10
【文档编号】C23C24/10GK103556145SQ201310531329
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】张瑞珠, 史权, 卢伟, 李勇, 阎镇威, 刘晓东 申请人:华北水利水电大学