[发明专利]一种WC-10Ni/BNi-2复合涂层、采用该复合涂层制备的钻头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种WC‑10Ni/BNi‑2复合涂层、采用该复合涂层制备的钻头及其制备方法，该复合涂层包括钎料涂层及金属涂层；采用该涂层制备的钻头包括钻尖及设于钻尖后端的刀柄，该刀柄表面由内而外设有钎料涂层及金属涂层；制备时将钎料涂层及金属涂层依次紧贴于刀柄后，将钻尖与刀柄通过钎料对接，置于真空钎焊炉中进行反应，制得钻头。该WC‑10Ni/BNi‑2复合涂层不仅线收缩率低，且成型性好，能够制备成不同的形状，涂层和钻头的空间位置能够良好把控；同时采用该复合涂层制备的钻头不仅硬度高、耐磨性强，且耐冲击性强；此外，钻头的制法简便，安全环保。

技术领域

本发明属于钻头制备领域，尤其涉及一种WC-10Ni/BNi-2复合涂层、采用该复合涂层制备的钻头及其制备方法。

背景技术

传统的路面钻头一般由硬质合金钻头本体及焊接于后部的刀柄组成，在进行工作时虽然钻头本体的损耗非常大，但是其后部的刀柄部分的损耗同样也非常大，甚至对刀柄表面的耐磨性和硬度要求更高。而人们常常忽略了这一点，只在一味地追求钻头本体的硬度和耐磨性，最终导致钻头在长期服役后钻头本体完好，而刀柄表面出现大幅度内凹的现象，大大影响了钻头整体的寿命及路面养护维修的效率。

针对上述问题，目前通过两三种方式进行改善：一为将后部刀柄部分放大来提高钻头寿命，但是效果却不如人意，长期使用后刀柄部分依旧出现一定的磨损内凹，并且此方式大大增加了生产成本；二为对钻头后部的刀柄部分进行表面改性，以提高表面的硬度和耐磨性，但是目前的表面改性如化学沉积、热喷涂和电镀等均无法满足其硬度、耐磨性及涂层厚度方面的要求；三为采用激光熔覆法，该方法不但成型美观，其硬度、耐磨性、涂层厚度也达到了使用要求，然而钻头的耐冲击性却大大下降，一旦在工作过程中受到了较大的冲击载荷，将会直接导致激光熔覆的涂层剥落。

因此，现亟需一种能够提高刀柄硬度、耐磨性及耐冲击性的钻头。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种成型性好，且能够制备成不同形状的WC-10Ni/BNi-2复合涂层；

本发明的第二目的是提供一种采用上述复合涂层制备的钻头，该钻头不仅硬度高、耐磨性强，且耐冲击性强。

本发明的第三目的是提供该钻头的制备方法。

技术方案：本发明的WC-10Ni/BNi-2复合涂层，包括钎料涂层及金属涂层，所述钎料涂层按质量分数包括BNi-2 97～99％及粘结剂1～3％；所述金属涂层按质量分数包括30～45μm的WC-10Ni粉末9～38％、15～20μm的WC-10Ni粉末9～38％、BNi-2 20～78％及粘结剂2～4％。

本发明通过将钎料涂层和金属涂层进行复配，组合而成WC-10Ni/BNi-2复合涂层，采用此双层“布”能有效降低涂层表面的线收缩率；且制备的钎料及金属“涂层布”，各自并非完全致密，颗粒之间存在间隙，采用双层布能有效填充这些间隙，从而降低涂层线收缩率；同时由于WC-10Ni的密度高于BNi-2钎料，真空熔覆过程中WC-10Ni依靠自身的重力向下沉入液态的BNi-2钎料，同时依靠BNi-2钎料的毛细作用，WC-10Ni之间的间隙被液态钎料填充，最终形成硬度高、耐磨性强的复合涂层。其中，将BNi-2及粘结剂相结合制备成立体蛛网式结构的“布”状材料，不仅结合力高，且能够裁剪成不同形状；同时，将30～45μm的WC-10Ni粉末、15～20μm的WC-10Ni粉末、BNi-2及粘结剂相复配，制备成由粘结剂将硬质合金与钎料粉末包裹其中而形成纵横交错的立体蛛网式结构，不仅结合力高，且能够裁剪成不同形状，适应性强。此外，采用两种不同粒径的WC-10Ni粉，进而较小的WC-10Ni颗粒能够填充到较大的WC-10Ni颗粒与较大的WC-10Ni颗粒的间隙之中，提高了涂层的致密度。