一种铸件表面原位合成碳化钨基硬质合金涂层的方法

摘要

一种铸件表面原位合成碳化钨基硬质合金涂层的方法，属于金属基复合材料制备技术领域。采用真空消失模铸造工艺，将W粉、石墨粉和金属粉末混合，加入粘结剂制成粉末涂料膏剂，涂覆在EPS泡沫塑料模型表面或填充在模型的孔或槽内，在浇注过程中，利用钢液的高温引发自蔓延合成反应，发生3W+2C→WC+W2C反应，形成碳化钨基硬质合金相，得到表面或局部自蔓延熔覆碳化钨基硬质合金涂层的铸件。本发明的优点在于：铸件的表面质量好，涂层与铸件结合牢固，在使用过程中具有高耐磨性、耐磨合金层不脱落，并且工艺简单，适于工业化生产。

主权项

一种铸件表面原位合成碳化钨基硬质合金涂层的方法，采用W粉、石墨粉和金属粉末为合成原料，其特征在于采用如下步骤： (1)W粉、石墨粉和金属粉末按质量比20‑80%∶1.5‑25%∶5‑68%进行配料，在球磨机中混合1‑24小时制成混合粉末；其中W粉粒度：1‑20μm，石墨粉粒度：1‑20μm，金属粉末粒度：1‑100μm，金属粉末组份质量比为：Ni：0‑60%，Cr：5‑30%，Si：5‑11%，B：3‑8%，Co：0‑60%，其余为Fe；(2)在混合粉末中加入粘结剂，粘结剂与混合粉末的质量比为1:10‑1:100，搅拌混匀制成粉末涂料膏剂；  (3)将粉末膏剂涂覆在铸件EPS泡沫塑料模型的表面上或填充到模型预先加工好的孔或槽内；铸件表面硬质合金涂层的厚度为3‑8mm, 孔或槽硬质合金涂层的厚度为3‑40mm； (4)将制备好的铸件模型外涂挂一层防粘砂涂料，在40‑50℃温度范围内烘干，烘干时间为5‑18小时； (5)在中频感应电炉中熔炼钢水，然后进行浇注，利用钢液的高温引发自蔓延合成反应：3W+2C→WC+W2C，形成碳化钨基硬质合金相；(6)铸件进行热处理或铸造余热水韧处理，冷却到室温后进行表面清理、打磨，即得表面或局部自蔓延合成碳化钨基硬质合金涂层的铸件；得到的硬质合金涂层包括基体组织及分布其上的WC及W2C颗粒和合金渗碳体，其中WC及W2C颗粒总体积百分数为10‑60%，合金渗碳体的体积百分数为1‑15%,其余为基体组织,合金涂层硬度HRC50‑85。