热喷涂粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了热喷涂粉末及其制备方法，其中，该热喷涂粉末包括：15～40质量份的碳化钨、45～65质量份的碳化铬、10～20质量份的镍和1～7质量份的铬。过降低原料中价格高的碳化钨的比例，提高原料中价格低廉的碳化铬的比例，使热喷涂粉末的生产成本总体下降，并且热喷涂涂层的性能可以达到电镀铬材料的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体地，涉及热喷涂粉末，以及制备热喷涂粉末的方法。
技术介绍
热喷涂技术是表面改质领域中的一项关键技术，通过在被加工工件表面制备一层耐磨涂层，使工件的耐磨性能、耐腐蚀性能获得大幅提高。已广泛应用的碳化钨-钴、和碳化钨-钴-铬系列的热喷涂粉末，由于其高的硬度、良好的韧性和耐磨耐蚀性，广泛地应用于航空航天、冶金、机械等领域。相对于电镀硬铬层，常规热喷涂碳化钨-钴、和碳化钨-钴-铬系列涂层在耐磨性、耐蚀性、耐疲劳性等方面有明显的优势，而且制备速度快，环境污染小；但是碳化钨基喷涂粉成本高，电镀铬成本低，大多数企业仍选择电镀铬的方式生产，2015年国家多环保要求越来越严格，采用热喷涂粉替代电镀铬是必然的，但是降低碳化钨基热喷涂粉生产成本可以让一些企业更快的转型，使用环境污染小的热喷涂技术。由此，热喷涂粉末有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种热喷涂粉末，该热喷涂粉末在常规的WC/Co热喷涂粉基础上进行改良，降低了碳化钨的用量，并添加了镍和铬，使粉末上粉率达到50％以上，生产成本显著降低，仅需200～300元/kg，并且，该热喷涂粉末形成的涂层硬度、开裂韧性和耐磨性均比电镀铬材料好。因而，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种热喷涂粉末。根据本专利技术的实施例，该热喷涂粉末包括：15～40质量份的碳化钨、45～65质量份的碳化铬、10～20质量份的镍和1～7质量份的铬。根据本专利技术实施例的热喷涂粉末，通过降低原料中价格高的碳化钨的比例，提高原料中价格低廉的碳化铬的比例，使热喷涂粉末的生产成本总体下降，生产成本仅需200～300元/kg，并且热喷涂涂层的性能可以达到电镀铬材料的要求，即涂层硬度HV0.3>800，涂层开裂韧性和耐磨性比电镀铬材料好，粉末上粉率可达到50％以上。此外，该材料易于制备，环境污染小，在价格和涂层性能上都比电镀铬材料有优势，适于工业生产的广泛应用。另外，根据本专利技术上述实施例的热喷涂粉末，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，该热喷涂粉末包括：20～32质量份的所述碳化钨、50～60质量份的所述碳化铬、12～18质量份的所述镍和2～6质量份的所述铬。根据本专利技术的实施例，所述碳化钨的平均粒径为2.0～4.0μm，所述碳化铬的平均粒径为2.0～3.5μm，所述镍的平均粒径为1.0～2.5μm，所述铬的平均粒径为不大于14μm。根据本专利技术的实施例，所述热喷涂粉末的松装密度为2.0～2.8g/cm3。根据本专利技术的实施例，所述热喷涂粉末的平均粒径为5～63μm。根据本专利技术的实施例，所述热喷涂粉末的平均粒径为5～30μm。根据本专利技术的实施例，所述热喷涂粉末的平均粒径为20～63μm。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前述热喷涂粉末的方法。根据本专利技术的实施例，该热喷涂粉末包括：提供预定量的碳化钨、碳化铬、镍和铬，以便得到混合物料；将所述混合物料进行球磨混料处理，以便得到混合物细粉；将所述混合物细粉进行造粒处理，以便得到混合物颗粒；将所述混合物颗粒进行烧结处理，以便得到烧结产物；以及将所述烧结产物进行破碎筛分，以便获得所述热喷涂粉末。根据本专利技术实施例制备热喷涂粉末的方法制备得到热喷涂粉末，原料中价格高的碳化钨的比例低，而价格低廉的碳化铬的比例高，使热喷涂粉末的生产成本总体下降，并且热喷涂涂层的性能可以达到电镀铬材料的要求，即涂层硬度HV0.3>800，涂层开裂韧性和耐磨性比电镀铬材料好，粉末上粉率可达到50％以上。此外，该制备方法简单，环境污染小，适于工业生产的广泛应用。根据本专利技术的实施例，所述球磨混料处理包括：将所述混合物料与还原碳、聚乙烯醇、消泡剂和水混合，以便得到固液混合物，其中，所述固液混合物的固液比为4～5.5：1；将所述固液混合物进行球磨处理，以便得到混合物细粉。根据本专利技术的实施例，利用开放式离心喷雾干燥塔进行所述造粒处理。根据本专利技术的实施例，所述开放式离心喷雾干燥塔的进口温度为200～250℃，出口温度为100～150℃，塔内气压为0～-1KPa，离心雾化盘频率为40～350HZ。根据本专利技术的实施例，所述烧结处理的温度为1000～1200摄氏度，时间为120～180分钟。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备前述热喷涂粉末的方法的流程示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例的热喷涂粉末金相图片示意图；图3显示了根据本专利技术一个实施例的热喷涂粉末喷涂出的涂层的金相图片示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种热喷涂粉末。根据本专利技术的实施例，该热喷涂粉末包括：15～40质量份的碳化钨、45～65质量份的碳化铬、10～20质量份的镍和1～7质量份的铬。根据本专利技术实施例的热喷涂粉末，碳化钨和碳化铬作为硬质相、在涂层应用中起到提高硬度和耐磨性作用，通过降低原料中价格高的碳化钨的比例，提高原料中价格低廉的碳化铬的比例，使热喷涂粉末的生产成本总体下降，生产成本仅需200～300元/kg，并且热喷涂涂层的性能可以达到电镀铬材料的要求，即涂层硬度HV0.3>800。以镍和铬作为粘结相，使热喷涂粉末形成的涂层的开裂韧性和耐磨性比电镀铬材料好，粉末上粉率可达到50％以上，并具有防腐性。此外，该材料易于制备，环境污染小，在价格和涂层性能上都比电镀铬材料有优势，适于工业生产的广泛应用。其中，需要说明的是，碳化钨的密度为15.63g/cm3、碳化铬的密度为6.68g/cm3，碳化钨和碳化铬的不同配比，影响两种成品热喷涂粉末的体积密度、且对烧结的致密性和产品密度影响也不同，从而影响涂层性能。具体地，碳化铬耐腐蚀性能优良但是耐磨性较碳化钨差，而碳化钨的耐磨性能较碳化铬好，只有两者比例匹配，达到即具有良好的耐腐蚀性，又具有比替代电镀铬更好的耐磨性能。其中，需要说明的是，当碳化钨小于15质量份时，这种热喷涂粉末开裂韧性不理想；当碳化钨的质量百分比大于40质量份时，粉末沉积效率降低，且加大了粉末成本。因此碳化钨的质量百分比15～40质量份时，生产的热喷涂粉末性能较好。根据本专利技术一些的实施例，该热喷涂粉末可以包括：20～32质量份的碳化钨、50～60质量份的碳化铬、12～18质量份的镍和2～6质量份的铬。由此，热喷涂粉末的涂层硬度和上粉率更佳。根据本专利技术的实施例，碳化钨的平均粒径为2.0～4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热喷涂粉末，其特征在于，包括：15～40质量份的碳化钨、45～65质量份的碳化铬、10～20质量份的镍和1～7质量份的铬。

【技术特征摘要】
1.一种热喷涂粉末，其特征在于，包括：15～40质量份的碳化钨、45～65质量份的碳化铬、10～20质量份的镍和1～7质量份的铬。2.根据权利要求1所述的热喷涂粉末，其特征在于，包括：20～32质量份的所述碳化钨、50～60质量份的所述碳化铬、12～18质量份的所述镍和2～6质量份的所述铬。3.根据权利要求1所述的热喷涂粉末，其特征在于，所述碳化钨的平均粒径为2.0～4.0μm，所述碳化铬的平均粒径为2.0～3.5μm，所述镍的平均粒径为1.0～2.5μm，所述铬的平均粒径为不大于14μm。4.根据权利要求1所述的热喷涂粉末，其特征在于，所述热喷涂粉末的松装密度为2.0～2.8g/cm3。5.根据权利要求1所述的热喷涂粉末，其特征在于，所述热喷涂粉末的平均粒径为5～63μm，任选地，所述热喷涂粉末的平均粒径为5～30μm，任选地，所述热喷涂粉末的平均粒径为20～63μm。6.一种制备权利要求1～5任一项所述热喷涂粉末的方法，其特征在于，包括：提供预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韶毅，杨凤根，肖俊钧，邹雯娟，
申请(专利权)人：赣州澳克泰工具技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36