[发明专利]一种熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的方法

说明书

本发明公开了一种熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的方法，在惰性气体保护下，以钨酸盐体系为熔盐电解质，碳化钨或碳化钨‑钴硬质合金为辅助电极，经磨抛处理后的导电镀件为工作电极，加热熔融后保温，原位电沉积，即得。本发明选用熔盐原位电沉积法制备碳化钨/钨复合涂层，具有高效和制备流程短的特点，同时以钨酸盐体系为熔盐电解质，挥发性低，且能加快辅助电极电化学溶解的速度，利于提高其回收利用率，能对曲面和包含内孔等复杂形状的工件进行处理，同时，其工艺设备简单，操作方便，成本低，污染低，所制备得到复合涂层结构致密，晶粒完整，结合强度高，表面平整，硬度高，耐磨性好，实现了钨涂层性能的提升，理论和实际意义重大。

技术领域

本发明属于熔盐电镀技术领域，涉及复合涂层的制备方法，具体涉及一种熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的方法。

背景技术

钨钴类硬质合金具有极高的硬度和强度，在工业中应用极广，被誉为“工业的牙齿”；随着其在工业中大规模应用，面临着大量的报废，如果能对报废的硬质合金进行充分循环再利用，对于发展循环经济具有重要的意义。

纯钨涂层虽然具有一定的硬度、强度及耐磨性能，但是在复杂的工作条件下，以碳化钨为增强体的复合钨涂层具有更多的优势，相比于纯钨涂层，复合涂层具有更高的硬度和强度，耐磨性也进一步提高，适用范围更广。

由于钨的电位比氢更负，所以只能通过熔盐体系来制备，本发明即通过熔盐体系原位电沉积制备钨复合涂层。与非原位电沉积相比，原位电沉积涂层和基底之间有更好的接触，涂层与基底具有良好的浸润性和界面结合性能，有助于降低沉积过程中的裂纹倾向；而且，增强相在钨基涂层中的弥散分布，利于涂层的强化，提高其耐磨性能。以碳化钨为代表的难熔金属碳化物具有硬度高、耐磨性能好等众多优点，因此碳化钨硬质相及钨在基底上的原位电沉积是制备钨增强涂层的良好途径。

目前，从沉积速度快和产品质量高等角度考虑，化学气相沉积(CVD)法和等离子喷涂(PS)法制备碳化钨/钨复合涂层的工艺已接近成熟，但是制备得到的碳化钨/钨复合涂层仍存在一些不足，如弱的结晶度及基体结合力，高的氧含量；而熔盐电镀过程中，涂层与镀件表面扩散充分，结合能力得以提高，阴极不断发生电脱氧反应(还原反应)，因此氧含量较低，此外电沉积得到的涂层结晶性好，晶粒完整致密。

迄今为止，尚未见到有关熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种熔盐原位电沉积碳化钨/钨复合涂层的方法，在惰性气体保护下，以钨酸盐体系为熔盐电解质，碳化钨或碳化钨-钴硬质合金为辅助电极，导电镀件为工作电极，加热熔融熔盐电解质后保温，原位电沉积，即得。

在上述技术方案中，所述钨酸盐体系为摩尔比为1:(0.001-0.5)的钨酸盐和熔盐活性物质的混合物。

进一步地，在上述技术方案中，所述钨酸盐为Na₂WO₄、K₂WO₄、CaWO₄中的一种或多种，优选为Na₂WO₄。

进一步地，在上述技术方案中，所述熔盐活性物质为NaPO₃、NaF、KF、WO₃、ZnO、B₂O₃的一种或多种。

在上述技术方案中，所述碳化钨-钴硬质合金中钴的含量小于等于6wt％。

在上述技术方案中，所述导电镀件为经磨抛处理后的表面粗糙度不大于Ra 1.6且电导率不小于250S·cm^-1的金属镀件。