[发明专利]一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法

说明书

本发明属于烧结舟皿涂层技术领域，具体涉及一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法。该方法包括表面预处理和等离子喷涂，等离子喷涂使用钇稳定氧化锆粉作为原料粉末，喷涂电压38～42V、喷涂电流600～640A、氩气供应28～30SLM、氢气供应0.5～0.8SLM、送粉速度2.5～3.5g/s、入射角度45～75°、喷射距离6～10cm、喷涂速度10～20cm/s，喷涂完成后将入设角度调整为105～135°，其余参数不变进行第二遍喷涂得到具有隔离涂层的石墨舟皿。本发明提供一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法，能够有效提高氧化锆粉的利用率和重复使用次数。

技术领域

本发明属于烧结舟皿涂层技术领域，具体涉及一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法。

背景技术

硬质合金烧结是硬质合金烧结属于典型的液相烧结，为防止烧结时出现的液相向石墨舟皿扩散和迁移，需要在硬质合金产品和石墨舟皿之间增加一种隔离层。目前硬质合金行业广泛使用刷防粘涂料隔离的方法，防粘涂料主要包含石墨、炭黑、金属氧化物、胶液等等。其附着效果差，一般不可重复使用，每使用一次需经过清灰、涂刷、干燥等工序，存在稳定性差、环境差、人工多和周转时间长等缺点。

等离子喷涂技术是热喷涂技术的一种，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。等离子喷涂技术利用等离子焰流将金属或陶瓷材料加热至熔融或半熔融状态，并高速喷向经过预处理的工件表面从而形成附着牢固的涂覆层的方法。在CN102744404A中公开的硬质合金的型坯烧结舟皿的表面防粘结方法，包括等离子喷涂工艺设备，选用氧化锆粉ZrO作为涂层原料进行等离子喷涂所得防粘层可以使用10次，该方法氧化锆粉利用率大约是40％，其原料利用率和重复使用次数偏低。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法，能够有效提高喷涂粉末原料的利用率，并提高石墨舟皿上隔离涂层的重复使用次数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种硬质合金烧结用石墨舟皿隔离涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)对待处理石墨舟皿进行喷砂处理，喷砂处理后表面粗糙度控制为Sa2.5；

2)采用喷雾制粒钇稳定氧化锆粉作为原料对喷砂处理后的石墨舟皿进行等离子喷涂处理；其中，喷涂电压38～42V、喷涂电流600～640A、氩气供应28～30SLM、氢气供应0.5～0.8SLM、送粉速度2.5～3.5g/s、入射角度45～75°、喷射距离6～10cm、喷涂速度10～20cm/s；

3)喷涂完成后将入射角度调整为105～135°，其余参数不变再次喷涂完成石墨舟皿上隔离涂层的制备。

在喷涂的过程中，喷枪所在平面与喷涂工作面之间的夹角始终保持为90°。

在本发明的上述技术方案，通过采用入射角度45～75°先进行第一次正向喷涂，喷涂完成后随即将入射角度调整为105～135°进行反向喷涂，通过两次喷涂之后，通过控制上述角度进行正反向的喷涂后，石墨舟皿上的隔离涂层厚度均匀，涂层不易开裂。

本发明采用低电压高电流喷涂工艺，与高电压低电流工艺相比，喷涂温度稳定可控，粉末熔融程度好且非常均匀。所喷涂涂层厚度均匀一致，与舟皿结合强度高，孔隙率低，微缺陷少。

在本发明中，喷砂处理的作用是去除石墨舟皿表面涂覆物并增加石墨舟皿表面粗糙度。本发明提供的具体方案为，采用60目刚玉砂和0.5～0.7Mpa压力压缩空气对待处理石墨舟皿喷砂处理90～120秒。

喷雾制粒钇稳定氧化锆粉与普通的氧化锆粉末相比具有更好的高温稳定性，喷雾制粒获得的钇稳定氧化锆粉其粒度均匀，作为喷涂原料在石墨舟皿上获得的涂层厚度均匀，高温下不易产生裂缝。