一种碳化钨陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法

摘要

本发明涉及材料、电力、冶金、机械等技术领域的表面工程技术，特别是涉及一种碳化钨陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法。该方法基于碳化钨陶瓷材料的高硬度、耐磨性、耐蚀性，NiCrBSi合金良好的自熔性和润湿性及等离子喷涂技术的特点，在低碳钢基材表面制备碳化钨陶瓷颗粒增强金属基复合材料(WC P/NiCrBSi)涂层，提高耐冲蚀耐磨性能。本发明制备WC P/NiCrBSi复合材料涂层的工艺流程为：涂层设计→喷涂粉末筛选→粉末按一定比例混合→基材表面处理→控制等离子喷涂参数→制备WC P/NiCrBSi涂层。

主权项

一种碳化钨陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法，其特征在于按以下工艺步骤进行：a)喷涂粉末筛选：对纯度＞99.9％的WC陶瓷粉末和由15‑20％Cr、3.0‑4.5％B、4.0‑6.0％Si、0.5‑1.1％C、＜5.0％Fe及余量为Ni组成的NiCrBSi合金粉末分别进行筛选，获得粒度为50μm‑100μm的陶瓷粉末和粒度为60μm‑130μm的NiCrBSi合金粉末，以此控制复合材料涂层中WC陶瓷颗粒增强体的粒径；b)将筛选后的陶瓷粉末和合金粉末按一定质量百分比均匀混合，形成33‑37％WC+67‑63％NiCrBSi混合喷涂粉末，以控制复合材料涂层中WC陶瓷颗粒增强体的体积分数、WC增强体与NiCrBSi合金界面的结合性能及涂层与基材界面的结合性能；c)粉末按一定比例混合：喷涂前，用丙酮清洗低碳钢基材表面去除油污；而后采用射吸式喷砂机和16#棕刚玉砂对低碳钢基材表面喷砂处理，增加表面粗糙度；d)控制等离子喷涂参数：控制等离子喷涂参数使WC陶瓷粉末颗粒仅表面局部熔化，而NiCrBSi合金粉术颗粒整体完全熔化，实现WCP/NiCrBSi复合材料涂层的制备；等离子喷涂参数为：电流400A‑430A；电压48V‑50V；主气Ar 45L/min‑47L/min；次气H21L/min‑2L/min；送粉速度30g/min‑34g/min；喷涂距离80mm‑100mm；喷涂速度130mm/s‑170mm/s；e)采用等离子喷涂技术和WC+NiCrBSi混合喷涂粉末，在喷砂处理的基材表面制备WCP/NiCrBSi复合材料涂层，在等离子喷涂过程中，等离子喷枪用机器手控制以保证喷涂工艺及涂层质量稳定。