一种双金属带锯条表面改性处理方法技术

本发明专利技术公开了一种双金属带锯条表面改性处理方法，属于表面工程技术领域，解决了现有技术中带锯条齿材表面强化技术工艺复杂、强化效果不佳等问题，本发明专利技术表面改性处理方法包括以下步骤：S1.对双金属带锯条表面去油去污，干燥后进行喷砂处理；S2.在喷砂处理后的双金属带锯条基体上，采用高压超音速火焰喷涂技术制备碳化钨基陶瓷涂层。本发明专利技术满足双金属带锯条产品的高端化需求。产品的高端化需求。产品的高端化需求。

【技术实现步骤摘要】
一种双金属带锯条表面改性处理方法


[0001]本专利技术属于表面工程
，特别涉及一种双金属带锯条表面改性处理方法。

技术介绍

[0002]双金属带锯条是由背材与齿材通过激光焊接而成的具有不同材质和不同性能的带锯条。作为国民经济各工业部门的基础配套产业，双金属带锯条行业的产业关联度较高，对我国制造业各行业提高生产效率、降低生产成本有着较为重要的作用。从2017～2020年双金属带锯条保持约15％的年增长率，可以预计在未来5年内，我国双金属带锯条的年需求量将达到21,400万米。在巨大的市场需求面前，国内对带锯条产品的研发却相对滞后，企业生产的带锯条普遍存在齿尖耐磨性不足、易崩齿，产生切割受阻等问题，影响着产品的实际使用。为此，必须采取适当的措施对双金属带锯条齿材表面进行改性强化，以提高带锯条的使用性能和使用寿命。
[0003]目前带锯条齿材表面常用的强化技术有渗氮、喷砂强化和等离子涂镀等，这些方法的缺点在于工艺复杂、成本高、强化效果不佳，极大地限制了工业应用。涂层作为带锯条与工件间的化学和热屏障，可有效减少化学反应和热量传递，从而大幅降低表面磨损。涂层带锯条将基体的高强度、高韧性和涂层的高硬度、高耐磨性相结合，提高了带锯条的耐磨性而不降低其韧性，有效解决因摩擦和发热而引起的质量问题，极大地提高带锯条的疲劳寿命。
[0004]超音速火焰热喷涂是制备碳化钨基陶瓷涂层(例如WC
‑
12Co、WC
‑
10Co
‑
4Cr)非常有效的方法。超音速火焰喷涂是将涂层粉末材料在超音速火焰束流中加热并加速后喷出，碰撞在基材表面产生塑性变形，熔融粉末粒子堆叠形成涂层。该工艺操作简单，可以获得高硬度、高耐磨和强结合界面的涂层。此技术被广泛应用于航空航天、能源、轨道交通、冶金和石油化工等领域。然而，常规超音速火焰喷涂技术无法实现在高硬度基体上(＞60HRC)制备陶瓷涂层，其原因在于粉末粒子飞行速度慢，撞击基体表面时动能不足，导致涂层与基体之间结合差，涂层容易剥落。因此，急需改进现有的超音速火焰喷涂工艺解决上述问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种双金属带锯条表面改性处理方法，用以解决现有技术中带锯条齿材(为高硬度基体，硬度＞60HRC)表面强化技术工艺复杂、强化效果不佳等问题，获得高硬度、高耐磨的涂层带锯条，满足双金属带锯条产品的高端化需求。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种双金属带锯条表面改性处理方法，包括以下步骤：
[0008]S1.对双金属带锯条表面去油去污，干燥后进行喷砂处理；
[0009]S2.在喷砂处理后的双金属带锯条基体上，采用高压超音速火焰喷涂技术制备碳化钨基陶瓷涂层。
[0010]进一步的，所述双金属带锯条基体的材料为模具钢、高速钢或弹簧钢等高硬度材
料。
[0011]进一步的，所述步骤S2中，制备碳化钨基陶瓷涂层的原料粉末成分按质量百分比为Co含量5～8％，Cr含量3～5％，余量为WC。
[0012]进一步的，所述粉末粒径为15～45μm，纯度为99.9％。
[0013]进一步的，所述碳化钨基陶瓷涂层厚度为150～200μm。
[0014]进一步的，所述步骤S2中高压超音速火焰热喷涂的工艺为：氮气流量20～25L/min，氧气流量800～900L/min，煤油流量0.4～0.5L/min，送粉量35
×
2～55
×
2g/min。
[0015]进一步的，高压超音速火焰热喷涂的喷距为200～450mm。
[0016]进一步的，高压超音速火焰热喷涂的喷距为280mm。
[0017]进一步的，枪管长度为6英寸。
[0018]进一步的，所述步骤S1中，采用超声波清洗进行去油去污，超声处理时间10
‑
30min，超声功率为80
‑
200W。
[0019]进一步的，去油去污的试剂为无水乙醇或丙酮。
[0020]进一步的，所述步骤S1中喷砂处理工艺为：采用颗粒尺寸为0.3～0.9mm的棕刚玉进行干喷砂，吹砂气压0.3～0.6MPa，喷砂角度70
°
～90
°
，喷距50～100mm。
[0021]进一步的，喷砂处理至表面粗糙度Ra3～5后停止。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
[0023]1)本专利技术采用高压超音速火焰喷涂技术制备碳化钨基陶瓷涂层，针对带锯条齿材表面的强化处理，工艺简单可靠，经济性好，适合工业应用，可以大幅度提高双金属带锯条的硬度，有效延长双金属带锯条的使用寿命。
[0024]2)本专利技术提供的高压超音速火焰喷涂工艺，实现了在高硬度基体材料表面热喷涂超硬陶瓷涂层，喷涂过程中高动能的涂层粉末颗粒在基体上反弹较少，涂层分布均匀且与基体之间界面结合较好。
[0025]3)本专利技术降低了原料粉末中高成本Co元素的比例，提高了硬质相WC的比例，有效减少了脆性相Co3W3C的形成，无明显的Co相聚集，从而提高涂层硬度。
[0026]4)本申请利用高压超音速火焰喷涂，在焰流中注入高流量氮气提高燃烧室压力，燃烧室压力超过2.2MPa(传统的方法燃烧室压力仅为0.6
‑
0.9MPa)，使得粉末飞行速度高，在空气中暴露时间短，形成的涂层脱碳程度低，最大程度保留了涂层内WC硬质相。
[0027]5)6英寸喷管提供更长的加速距离，粉末粒子在焰流中停留时间增加而使熔化程度更充分，撞击基体后扁平化现象明显，涂层致密，有利于硬度的提高。6英寸喷管提供更长的加速时间，粉末粒子获得更高的初速度，粉末在空气中飞行时间短，在空气中暴露时间短，不易发生氧化反应。粉末粒子的初速度是决定涂层组织和性能的一个关键因素，较高的初速度通常获得的涂层结构致密、孔隙较少、结合强度高。同时，较高的飞行速度，对涂层有喷丸效应，易于获得高硬度涂层。由于采用6英寸喷管和合适的喷涂距离，本专利技术的涂层粉末粒子撞击在基体时的速度高，对基体表面起到“喷丸”效果，因此基体与涂层的结合会更好一些。
[0028]6)碳化钨基陶瓷涂层厚度为150～200μm，在此厚度下，涂层分解小，同时，能保持带锯条本身的加工精度。
[0029]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0030]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0031]图1为实施例1
‑
4制备的有WC
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6Co
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4Cr涂层的M42高速钢带锯条齿材表面硬度与热喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属带锯条表面改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对双金属带锯条表面去油去污，干燥后进行喷砂处理；S2.在喷砂处理后的双金属带锯条基体上，采用高压超音速火焰喷涂技术制备碳化钨基陶瓷涂层。2.根据权利要求1所述的双金属带锯条表面改性处理方法，其特征在于，所述双金属带锯条齿材基体材料为模具钢、高速钢或弹簧钢。3.根据权利要求1所述的双金属带锯条表面改性处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，制备碳化钨基陶瓷涂层的原料粉末成分按质量百分比为Co含量5～8％，Cr含量3～5％，余量为WC。4.根据权利要求3所述的双金属带锯条表面改性处理方法，其特征在于，所述粉末粒径为15～45μm，纯度为99.9％。5.根据权利要求1
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4任一项所述的双金属带锯条表面改性处理方法，其特征在于，所述碳化钨基陶瓷涂层厚度为15...

【专利技术属性】
技术研发人员：林正华，陆晓刚，左玲立，潘鹏，郎兆林，陈蕴博，祁晔思，孙川，黄福生，陈晶，林健，
申请(专利权)人：福建恒而达新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：