[发明专利]一种电子束合金化涂料组合物及其制备、应用方法

说明书

本发明公开了一种电子束合金化涂料组合物及其制备、应用方法，该组合物包括以下的组分：二氧化硅；氮化钒铁；铌；钼；氢氟酸；镍；硅；铍；膨润土；虫胶；无水乙醇。采用本发明提供的组合物进行电子束合金化处理后的热作模具，表面高温硬度高、光洁度好、磨擦系数低，几乎不需要后续机加工，可直接上生产线使用。表面质量均良好，经着色探伤未见裂纹。装机试验其寿命提高到未合金化模具的三倍以上。表面粗糙度接近精车的级别。在硬度、耐磨、韧性、耐冲击方面的性能上有很大的提升。形成的电子束合金化涂层具有较高的硬度、耐磨性、韧性和抗冲击性能，综合性能优异，大幅度的延长了热作模具的使用寿命与可靠性。

技术领域

本发明涉及材料表面处理及强化技术领域，特别是涉及一种适用于热作模具表面电子束合金化处理的电子束合金化涂料组合物及其制备、应用方法。

背景技术

热作模具需要在高温下承受变应力和冲击力，工件成型温度往往在1000℃以上，还要经受高温氧化及烧损，及在强烈水冷条件下经受冷热变化引起的热冲击作用，服役时将承受高应力、热冲击、热磨损及腐蚀等载荷的作用，故模具寿命很低。为提高寿命，表面强化是主要的方法。常规方法有淬火、渗碳、渗氮等方式，但这些方法的效果非常有限，因为热作模具工作在高温环境，传统的淬火在高温环境下又进入了退火状态。另外，对于渗碳这种工艺来说，渗入过多的碳会使热作模具的韧性降低。

而使用电子束合金化的方法，可以在热作模具钢的表面形成与基体有很好的冶金结合的合金化层，且在合适的参数下获得耐磨、耐高温、耐冲击的热锻模具合金化层，使热锻模具的寿命大大提高。

虽然市面上热作模具钢的型号、成分较多，但用于模具电子束合金化的合金粉末少之又少。其原因是电子束合金化的特殊性，尤其是需要考虑其抗高温磨损、与基体的合理过渡及适合于电子束合金化特性要求等，常规的合金成分配比用在电子束合金化中或者有气孔、夹杂、裂纹等缺陷，或者使用性能不能满足要求。

发明内容

本发明提供了一种电子束合金化涂料组合物及其制备、应用方法。

本发明提供了如下方案：

一种电子束合金化涂料组合物，包括：

以下重量份数的组分：

20～33重量份的二氧化硅；

20～26重量份的氮化钒铁；

20～25重量份的铌；

22～28重量份的钼；

20～25重量份的氢氟酸；

23～28重量份的镍；

20～25重量份的硅；

22～27重量份的铍；

15～28重量份的膨润土；

7～11重量份的虫胶；

300～400重量份的无水乙醇；

其中，所述二氧化硅、氮化钒铁、铌、钼、氢氟酸、镍、硅、铍、膨润土各自的性状均为粉状，且各自的颗粒度均在3微米以下。

优选的：包括以下重量份数的组分：

230～33重量份的二氧化硅；

22～26重量份的氮化钒铁；

21～23重量份的铌；

22～24重量份的钼；

21～23重量份的氢氟酸；

23～26重量份的镍；

21～23重量份的硅；

23～25重量份的铍；