碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法及其应用，在铸造碳化钨颗粒表面涂敷一层１０～１００μｍ厚的有机树脂，放入真空炉中升温至１２００～１８００℃，利用有机树脂在高温下分解的残碳对铸造碳化钨颗粒外层的碳化钨与碳化二钨共晶组织进行４～２４ｈ碳化，得到心部为碳化钨与碳化二钨共晶组织、外部包裹一层２～３０μｍ厚碳化钨的包覆颗粒。制备得到的包覆颗粒具有良好的耐磨性和与基体的熔合性，广泛用于制造耐磨硬面堆焊材料、耐磨热喷涂材料或碳化钨颗粒增强复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，可应用于制造耐磨硬面堆焊材料、热喷涂材料及其他耐磨材料。
技术介绍
近年来，硬面材料发展十分迅速，采用堆焊或喷涂的方法，将其覆盖在易磨损工件 表面，其抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能显著提高，使零件使用寿命延长。在众多的硬面材料 中，其中铸造碳化钨就是一种应用极广的硬面材料，是由碳化钨和碳化二钨(WC+W2C)所组 成的共晶体。 以铸造碳化钨为主要硬质相的硬面材料一般采用高温技术(如氧_乙炔火焰堆 焊、超音速喷涂、等离子喷涂等)使之与基体熔合，覆盖在基体表面，高温情况下铸造碳化 钨不可避免的在基体中溶解，而在冷却时析出，在铸造碳化钨颗粒周围形成脆性相，这种脆 性相的出现，降低了铸造碳化钨颗粒与基体的结合力，而且在使用过程中极易受冲击而崩 碎，从而加速材料的失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，旨在提高铸造碳化钨在耐磨材料中的耐磨性，可应用于制造管状硬面堆焊焊条、热喷涂材料及其他耐磨材料。 本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，特点是首先，在铸造碳化钨颗粒表面涂 敷一层10 lOOym厚的有机树脂，然后，放入真空炉中升温至1200 180(TC，利用有机树 脂在高温下分解的残碳对铸造碳化钨颗粒外层的碳化钨与碳化二钨共晶组织进行4 24h 碳化，得到心部为碳化钨与碳化二钨共晶组织、外部包裹一层2 30 P m厚碳化钨的包覆颗 粒。 进一步地，上述的碳化鸨包覆铸造碳化鸨颗粒的制备方法，其中，所采用的铸造碳 化钨颗粒为不规则形状铸造碳化钨颗粒或球形铸造碳化钨颗粒，其粒度为10 325目。 更进一步地，上述的碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，其中，所述的有机树 脂为酚醛树脂、丙烯酸树脂、松香树脂或聚酰胺树脂，优选酚醛树脂。 更进一步地，上述的碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，其中，所述有机树脂 直接涂敷在铸造碳化钨颗粒上，或者有机树脂先在酒精、汽油、丙酮、正己烷中一种或几种 的混合物中溶解后再涂敷在铸造碳化钨颗粒上。 再进一步地，上述的碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，其中，所述真空炉的 真空度在10 1000Pa。 本专利技术碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的应用，该碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒用于制 备耐磨硬面堆焊材料、耐磨热喷涂材料或碳化钨颗粒增强复合材料。 本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 ①在传统铸造碳化钨表面通过有机树脂高温分解残碳提供碳源的方法，经过高温 碳化使其表面生成一层碳化钨层，这种包覆颗粒即保留了原有铸造碳化钨的高耐磨性，又 结合了碳化钨的热稳定性和与铁族元素良好的润湿性；应用在耐磨材料上，综合利用了两 者的优点，避免了采用传统铸造碳化钨颗粒在耐磨层中容易产生脆性相的缺点，从而提高 了堆焊层的耐磨性；在中高应力情况下，如果采用包覆碳化钨层的球形铸造碳化钨颗粒，耐 磨层中可以减少应力集中，提高了基体金属的强度，使耐磨层中硬质颗粒不易受冲击脱落， 极大提高材料的耐磨性； ②制备得到的包覆颗粒具有良好的耐磨性和与基体金属的熔合性，在高温堆焊或 喷涂过程中，外层碳化钨由于具有优异的热稳定性，能够阻止高温熔体对心部铸造碳化钨 粒子的烧蚀，从而减少铸造碳化钨颗粒在基体中的溶解和脆性相的析出；另外，相比于铸造 碳化钨共晶组织，铁对碳化钨具有更好的润湿性，因而这种颗粒与基体金属具有更高的结 合强度，可提高工件的耐磨性；广泛用于制造耐磨硬面堆焊材料、耐磨热喷涂材料或碳化钨 颗粒增强复合材料，市场前景应用广阔。附图说明 下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图1 :经过表面碳化钨包覆处理过的球形铸造碳化钨颗粒的金相照片图； 图2 :经过表面碳化钨包覆处理过的不规则破碎铸造碳化钨颗粒的金相照片图。 图中各附图标记的含义 a-碳化钨包覆层；b_碳化钨与碳化二钨共晶组织。 具体实施例方式本专利技术碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备工艺是首先，在铸造碳化钨颗粒表面 涂敷一层10 lOOym厚的有机树脂，铸造碳化钨颗粒为不规则形状铸造碳化钨颗粒或球 形铸造碳化钨颗粒，其粒度为10 325目；有机树脂为酚醛树脂、丙烯酸树脂、松香树脂或 聚酰胺树脂，优选酚醛树脂；有机树脂直接涂敷在铸造碳化钨颗粒上，或者有机树脂先在酒 精、汽油、丙酮、正己烷中一种或几种的混合物中溶解后再涂敷在铸造碳化钨颗粒上；然后， 放入真空炉中升温至1200 180(TC，真空炉的真空度在10 1000Pa，利用有机树脂在高 温下分解的残碳对铸造碳化钨颗粒外层的碳化钨与碳化二钨(WC+W2C)共晶组织进行4 24h碳化，得到心部为碳化钨与碳化二钨(WC+W2C)共晶组织、外部包裹一层2 30ym厚碳 化钨(WC)的包覆颗粒。 上述碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒具有良好的耐磨性和与基体的熔合性，在高温堆 焊或喷涂过程中，外层碳化钨由于具有优异的热稳定性，能够阻止高温熔体对心部铸造碳 化钨粒子的烧蚀，从而减少铸造碳化钨颗粒在基体中的溶解和脆性相的析出；另外，相比于 铸造碳化钨共晶组织，铁对碳化钨具有更好的润湿性，因而这种颗粒与基体金属具有更高 的结合强度，可提高工件的耐磨性。因此这种材料可用于制备耐磨硬面堆焊材料、耐磨热喷 涂材料或碳化钨颗粒增强复合材料。 实施例1 : 选用10 325目的球形铸造碳化鸨颗粒，再按铸造碳化鸨重量的1 %称取丙烯酸 树脂粉，两者在混料器中混合30分钟，使之混合均匀。之后，喷洒酒精使酚醛树脂润湿，将 酚醛树脂在铸造碳化钨颗粒上均匀涂敷，厚度为40 80 ii m。待酒精挥发，酚醛树脂牢固粘 附在铸造碳化钨颗粒上之后，将涂敷酚醛树脂的铸造碳化钨颗粒放入真空炉中，抽真空至 100Pa，升温到160CTC ，酚醛树脂在真空高温下碳化分解，利用酚醛树脂在高温下的分解残 碳对颗粒表层铸造碳化钨共晶组织进行15h碳化，最终得到心部是碳化钨与碳化二钨共晶 组织，其外部包裹一层5 25iim厚碳化钨的颗粒。经过包覆处理过的颗粒金相如图1所 示，碳化钨包覆层a包覆在碳化钨与碳化二钨共晶组织b的外部。 用经过包覆处理过的铸造碳化钨颗粒制成的碳化钨管状硬面材料，相比于没有经 过处理的，具有更好的可焊性，并且其耐磨性增加了 20%以上。 实施例2 : 选用10 325目的不规则破碎铸造碳化鸨颗粒，再按铸造碳化鸨重量的5%称取 酚醛树脂粉，两者在混料器中混合60分钟，使之混合均匀。之后，喷洒酒精使树脂润湿，将 树脂在铸造碳化钨颗粒上均匀涂敷，厚度为60 100 ym。待酒精挥发，树脂牢固粘附在铸 造碳化钨颗粒上之后，将涂敷树脂的铸造碳化钨颗粒放入真空炉中，抽真空至1000Pa，升温 到180(TC，树脂在真空高温下碳化分解，利用树脂在高温下的分解残碳对颗粒表层铸造碳 化钨共晶组织进行4h碳化，最终得到心部是碳化钨与碳化二钨共晶组织，其外部包裹一层 10 30 ii m厚碳化鸨的颗粒。经过包覆处理过的颗粒金相如图2所示，碳化鸨包覆层a包 覆在碳化钨与碳化二钨共晶组织b的外部。 用经过包覆处理过的铸造碳化钨颗粒制成的碳化钨管状硬面材料，相比于没有经 过处理的材料，具有更好的可焊性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳化钨包覆铸造碳化钨颗粒的制备方法，其特征在于：首先，在铸造碳化钨颗粒表面涂敷一层１０～１００μｍ厚的有机树脂，然后，放入真空炉中升温至１２００～１８００℃，利用有机树脂在高温下分解的残碳对铸造碳化钨颗粒外层的碳化钨与碳化二钨共晶组织进行４～２４ｈ碳化，得到心部为碳化钨与碳化二钨共晶组织、外部包裹一层２～３０μｍ厚碳化钨的包覆颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐纯芳，王兰，廖江雄，陆庆忠，余立新，
申请(专利权)人：苏州新锐硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]