[发明专利]一种金属工件表面熔覆耐磨耐蚀陶瓷硬质合金涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷/金属表面涂层制备技术，具体涉及一种金属工件表面熔覆耐磨耐蚀陶瓷硬质合金涂层的方法。

背景技术

磨损、腐蚀问题是普遍存在于工业生产的各个领域，如水轮机过流部件、船舶的螺旋桨叶片表面、水泵、阀门和闸门、轴承、柴油机、航空发动机、声呐、声学通信设备、加工和清洗设备等。一旦在材料表面产生磨损 腐蚀等破坏，材料的性能就会急剧下降, 设备或零部件使用寿命下降，停工停产，造成严重经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属工件表面熔覆耐磨耐蚀陶瓷硬质合金涂层的方法，提高了金属工件表面的硬度、耐磨性、耐冲击性和耐腐蚀性等，从而延长金属工件的使用寿命，提高设备工作的稳定性。

本发明采用以下技术方案：

一种金属工件表面熔覆耐磨耐蚀陶瓷硬质合金涂层的方法，具体步骤如下：

步骤一，熔覆前对电极和金属工件进行表面预处理；

步骤二，以陶瓷硬质合金材料为电极，电极直径为Ф1.5mm～Ф8mm，电极伸长量为3～5mm；

步骤三，通入氩气，氩气的流量为3～7L/min，，在氩气的保护氛围下，利用熔覆技术，在金属工件表面制备耐磨、耐蚀陶瓷硬质合金涂层材料；电极固定转速为2500r/min，熔覆工艺参数为：熔覆功率2500～3500W，熔覆电压160～220V，熔覆频率800～2000HZ，比熔覆时间2～5min/cm²；涂层厚度为15～30μm，涂层硬度为1500～1900HV，过渡层厚度为110-150μm，过渡层硬度为700～1400HV。

进一步，所述预处理步骤为：先用砂纸打磨，除去金属表面颗粒杂质和氧化皮，再用工业酒精或者丙酮清洗，除去表面污垢。

进一步，所述步骤三中，氩气流量为3L/min；热溶覆工艺参数为：熔覆功率2500W，熔覆电压160V，熔覆频率800HZ，比熔覆时间2min/cm²；涂层厚度为15μm，涂层硬度为1500HV；过渡层厚度为110μm，过渡层硬度为700HV。

进一步，热溶覆工艺参数为：熔覆功率3500W，熔覆电压220V，熔覆频率2000HZ，比熔覆时间5min/cm²。

进一步，热溶覆工艺参数为：熔覆功率2800W，熔覆电压180V，熔覆频率1400HZ，比熔覆时间4.5min/cm²。

本发明的有益效果为： 

1、本发明采用陶瓷硬质合金涂层材料的熔覆制备方法，形成了一层与基体冶金结合的合金层。本发明所采用的工艺熔覆后涂层表面强化点密集、均匀，表面耐磨性、耐腐蚀性、耐气蚀性提高，使用寿命延长；

2、本发明所采用的熔覆工艺方法不会使材料变形。熔覆时间使材料熔化，甚至形成气化的高温，但是由于时间极短，区域比较小，因此热作用只发生在工件表面的微小区域，就整个工件而言，仍然处于常温或者低温状态，工件不会退火或者热变形；

3、在金属表面熔覆陶瓷硬质合金涂层材料后的涂层厚度、粗糙度等都与采用的工艺参数有关，因此可以通过对熔覆参数的适当调节和优化选择，来提高沉积层的性能；

4、本发明所采用的工艺方法不需要特殊、复杂的处理装置和设施，表面强化处理费用较低，而且操作方便，表面强化处理参数易于控制和达到；

5、本发明采用具有相当硬度的材料对质地较差的母材进行表面强化处理，使其表面硬度和性能达到或超过不锈钢，这种方法能以低廉的价格获得优良的抗蚀、抗磨性能，具有巨大的经济效益。对金属材料表面熔覆处理后，涂层与基体的结合非常牢固，不会发生剥落，能达到提高硬度和耐磨性的目的，即得到高性能、长寿命陶瓷硬质合金涂层材料。本发明具有广阔的应用前景，具有巨大的经济效益和社会效益。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。

附图说明：

图1为本发明熔覆涂层电极工作原理图；

图2为本发明0Cr18Ni9Ti不锈钢表面熔覆前后表面形貌图。

具体实施方式：

以下用实施例结合附图对本发明作进一步的详细说明：