一种模具钢基体碳化钨增强复合材料强化层及制备工艺

摘要

本发明涉及一种模具钢基体碳化钨增强复合材料表面强化层及其制备工艺，属于表面材料制备及表面加工技术领域。表面强化层化学成分按重量百分比为：C：1.85-2.45，Si：2.90-3.85，Cr：12.45-15.25，B：3.10-3.65，W：7.55-8.50，Co：2.20-2.85，Fe：4.50-5.50，余量：Ni，喷焊层内的主要强化相有WC、Cr7C3、Ni4B3和Co7W6。采用等离子喷焊制备表面强化层的工艺：对H13钢基体表面清理；采用氩与氢的混合气体，制备得到厚度符合要求的喷焊层；控制每道间搭接量，获得的复合材料表面层可达到修复缺陷或强化基体作用，恢复并延长模具使用寿命。

主权项

一种模具钢基体碳化钨增强复合材料表面强化层，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：C：1.85‑2.45，Si：2.90‑3.85，Cr：12.45‑15.25，B：3.10‑3.65，W：7.55‑8.50，Co：2.20‑2.85，Fe：4.50‑5.50，余量：Ni，喷焊层内的主要强化相有WC、Cr7C3、Ni4B3和Co7W6；所述的模具钢基体碳化钨增强复合材料表面强化层采用等离子喷焊制备，具体步骤如下：a)准备模具钢基体材料，将表面用脱脂棉蘸丙酮擦拭去油；b)采用镍基自熔性合金粉末NiCrBSi混入重量比为10‑20％的钴基碳化钨WC/Co粉末，其中WC：88％，Co：12％，机械搅拌混合均匀后放入送粉器，喷焊粉末合金的总重量根据喷焊层的要求的厚度和面积确定；c)等离子喷焊系统采用的是氩与氢构成的混合气体，其中氢气的比例为20％‑25％，引燃等离子弧，调节电弧电流为23‑25A，电压为35‑38V，待电弧稳定后开始自动送粉喷焊，控制喷焊速度为15‑20cm/min，送粉率为70‑80g/min，保持喷焊距离为15‑20mm；d)控制每道喷焊层间的搭接量为20‑25％，根据使用要求，进行多道、多层喷焊，喷焊层厚度在0.5mm‑4mm范围内调整，保持喷焊参数稳定，获得表面平整、组织均匀的表面强化层。