一种碳化钨-钴增强铜基复合涂料、碳化钨-钴增强铜基复合涂层及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳化钨

【技术实现步骤摘要】
一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料、碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层及制备方法


[0001]本专利技术属于金属基陶瓷复合涂层制备
，具体涉及一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料、碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]为了改善金属铜及铜合金的耐摩擦磨损性能，通常在铜及铜合金中掺杂碳化钨(WC)陶瓷硬质颗粒制备铜基金属陶瓷复合涂层，传统的铜基金属陶瓷复合涂层采用激光熔覆、等离子喷涂、高氧燃料喷涂等热喷涂工艺沉积，这些工艺方法制备温度高，通常超过1500℃，容易形成脆性金属间相，氧化现象严重，致密性差。
[0003]同时，采用激光熔覆、等离子喷涂、高氧燃料喷涂等热喷涂工艺制备的铜基金属陶瓷复合涂层中，金属基体与WC陶瓷硬质颗粒之间的粘结强度较低，磨损过程中WC陶瓷硬质颗粒易从金属基体表面脱落，导致铜基金属陶瓷复合涂层的磨粒磨损，加速了铜基金属陶瓷复合涂层的磨损失效，降低了耐摩擦磨损性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料、碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层及制备方法，采用本专利技术提供的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层，具有良好的致密性和优异的耐摩擦磨损性能。
[0005]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料，包括碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉；所述碳化钨
‑
钴复合粉体包括碳化钨粉体和包覆在所述碳化钨粉体表面的钴金属层。
[0007]优选地，所述碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉的质量比为1：9～2：3。
[0008]优选地，所述碳化钨
‑
钴复合粉体中钴的质量分数为5～15％。
[0009]本专利技术还提供了上述技术方案所述碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将碳化钨粉体与化学活化液混合，进行活化处理，得到活化碳化钨粉体；
[0011]将所述活化碳化钨粉体与含钴化学镀液混合，经化学镀处理在所述活化碳化钨粉体的表面形成钴金属层，得到碳化钨
‑
钴复合粉体；
[0012]将所述碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉混合，得到碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料。
[0013]优选地，所述化学活化液包括氢氟酸、硝酸、氟化铵和水；所述化学活化液中氢氟酸的含量为20～40mL/L，硝酸的含量为30～60mL/L，氟化铵的含量为2～5g/L；所述氢氟酸的浓度为40wt％，所述硝酸的浓度为98wt％。
[0014]优选地，所述含钴化学镀液包括硫酸钴、次亚磷酸钠、柠檬酸三钠、硼酸和水；所述含钴化学镀液中硫酸钴的含量为20～30g/L，次亚磷酸钠的含量为20～30g/L，柠檬酸三钠的含量为40～60g/L，硼酸的含量为20～30g/L；所述含钴化学镀液的pH值为9～11。
[0015]优选地，所述碳化钨粉体的平均粒度为5～30μm；所述碳化钨
‑
钴复合粉体的平均粒度为5～32μm；所述铜粉的平均粒度为10～40μm。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的制备方法，包括以下步骤：采用冷喷涂法将所述碳化钨
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钴增强铜基复合涂料喷涂至金属基体表面，在所述金属基体表面得到碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层；所述碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料为上述技术方案所述碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料。
[0017]优选地，所述冷喷涂法的操作条件包括：载流气体为氮气；喷涂温度为500～700℃；喷涂压力为2.5～5MPa；喷涂距离为20～40mm。
[0018]本专利技术还提供了上述制备方法制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层，包括铜基层、掺杂于所述铜基层中的碳化钨颗粒以及位于所述铜基层和碳化钨之间的钴金属层。
[0019]本专利技术提供了一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料，包括碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉；所述碳化钨
‑
钴复合粉体包括碳化钨粉体和包覆在所述碳化钨粉体表面的钴金属层。本专利技术采用碳化钨
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钴复合粉体和铜粉复配，由于金属钴与金属铜之间具有较好的润湿性，利用所述碳化钨
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钴复合粉体制备的碳化钨
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钴增强铜基复合涂层具有良好的致密性，而且在摩擦磨损过程中，碳化钨
‑
钴复合粉体能较好地钉扎在铜基层中，显著提高金属基体与陶瓷颗粒之间的粘结性能，从而提高碳化钨
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钴增强铜基复合涂层的耐摩擦磨损性能。
[0020]同时，本专利技术采用冷喷涂法制备碳化钨
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钴增强铜基复合涂层，冷喷涂制备过程中碳化钨
‑
钴复合粉体仍可以保持原粉体的包覆状态，从而有利于得到结构致密且耐摩擦磨损性能优异的碳化钨
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钴增强铜基复合涂层。
[0021]实验结果表明，本专利技术制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层，具有良好的致密性；同时本专利技术制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的摩擦系数为0.59～0.65，磨损率为8.95～10.3(10
‑2mm3·
N
‑1·
m
‑1)，耐摩擦磨损性能优异。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为实施例1制备的碳化钨
‑
钴复合粉体的截面SEM图；
[0024]图2为实施例1制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的截面SEM图；
[0025]图3为实施例1制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的截面SEM局部放大图；
[0026]图4为实施例1制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的摩擦磨损形貌图；
[0027]图5为实施例1制备的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂层的摩擦系数曲线图；
[0028]图6为对比例1制备的铜涂层的摩擦磨损形貌图；
[0029]图7为对比例1制备的铜涂层的摩擦系数曲线；
[0030]图8为对比例2制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料，包括碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉；所述碳化钨
‑
钴复合粉体包括碳化钨粉体和包覆在所述碳化钨粉体表面的钴金属层。2.根据权利要求1所述的碳化钨
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钴增强铜基复合涂料，其特征在于，所述碳化钨
‑
钴复合粉体和铜粉的质量比为1：9～2：3。3.根据权利要求1或2所述的碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料，其特征在于，所述碳化钨
‑
钴复合粉体中钴的质量分数为5～15％。4.权利要求1～3任一项所述碳化钨
‑
钴增强铜基复合涂料的制备方法，包括以下步骤：将碳化钨粉体与化学活化液混合，进行活化处理，得到活化碳化钨粉体；将所述活化碳化钨粉体与含钴化学镀液混合，经化学镀处理在所述活化碳化钨粉体的表面形成钴金属层，得到碳化钨
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钴复合粉体；将所述碳化钨
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钴复合粉体和铜粉混合，得到碳化钨
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钴增强铜基复合涂料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述化学活化液包括氢氟酸、硝酸、氟化铵和水；所述化学活化液中氢氟酸的含量为20～40mL/L，硝酸的含量为30～60mL/L，氟化铵的含量为2～5g/L；所述氢氟酸的浓度为40wt％，所述硝酸的浓度为98wt％。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱流，张孟，王金芳，戴晟，林霄，产会军，吴凤清，丁龙祺，田夏睿，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：