[发明专利]一种碳化钨-碳化铬-镍复合粉末及其制备方法和金属陶瓷涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及复合粉末技术领域，提供了一种碳化钨‑碳化铬‑镍复合粉末的制备方法，包括以下步骤：按质量含量计，将多尺度碳化钨58～78％、多尺度碳化铬10～30％和多尺度镍6～20％进行混料，得到混合粉体；其中，多尺度碳化钨的粒径分布于0.6～6μm之间，多尺度碳化铬的粒径分布于0.5～3μm之间，多尺度镍的粒径分布于0.9～5μm之间；将所述混合粉体进行造粒，得到混合物颗粒；将所述混合物颗粒进行真空烧结，得到碳化钨‑碳化铬‑镍复合粉末。本发明制备方法得到的碳化钨‑碳化铬‑镍复合粉末在超音速火焰喷涂制备金属陶瓷涂层时，能够使得所制备的金属陶瓷涂层相结构与粉末基本一致，提高金属陶瓷涂层的力学性能。

技术领域

本发明涉及复合粉末技术领域，尤其涉及一种碳化钨-碳化铬-镍复合粉末及其制备方法和金属陶瓷涂层及其制备方法。

背景技术

碳化钨-碳化铬-镍是以Ni为粘结相、碳化钨(WC)和碳化铬(Cr₃C₂)为硬质相的金属陶瓷，综合了WC和Cr₃C₂的硬度高及Ni与碳化物陶瓷润湿性好、韧性高的优点，广泛用于机械零部件表面抗磨损、抗腐蚀涂层。超音速火焰喷涂技术是以丙烷或航空煤油为燃料，氧气或空气为助燃气体，将固态粉末送入到高速火焰中，经加热、熔化后，碰撞基体表面累积形成涂层的技术。超音速火焰喷涂技术以粒子速度高、温度低的特点，成为金属陶瓷涂层常用的制备技术，所制备的金属陶瓷涂层具有涂层结构致密、结合强度高、耐磨损的优点。然而，碳化物硬质相WC、Cr₃C₂在超音速火焰喷涂的火焰当中易产生热分解或氧化，形成W₂C、W、Cr₇C₃、Cr₂₆C₇或Cr₂O₃等热分解相和氧化相。这些热分解相或氧化相，虽可增强涂层显微硬度，但对涂层韧性不利，降低涂层的抗磨损及抗腐蚀性能。

超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层微观结构与性能的提高策略，主要有两方面：一是金属陶瓷粉末组分、晶粒尺寸及结构优化，二是超音速火焰喷涂热喷涂工艺参数优化。但是，对于WC、Cr₃C₂共存的金属陶瓷体系，超音速火焰喷涂碳化钨-碳化铬-镍金属陶瓷涂层仍不可避免地产生了WC、Cr₃C₂的热分解或氧化现象，降低涂层力学性能。

因此，需要提供一种碳化钨-碳化铬-镍复合粉末能够避免超音速火焰喷涂中WC、Cr₃C₂的热分解或氧化现象，使得到的涂层具有良好的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化钨-碳化铬-镍复合粉末及其制备方法和应用，实现了超音速火焰喷涂碳化钨-碳化铬-镍金属陶瓷涂层相组成与原始粉末基本一致，且具有良好的力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳化钨-碳化铬-镍复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

按质量含量计，将多尺度碳化钨58～78％、多尺度碳化铬10～30％和多尺度镍6～20％进行混料，得到混合粉体；所述多尺度碳化钨的粒径分布于0.6～6μm之间；所述多尺度碳化铬为多尺度Cr₃C₂，所述多尺度Cr₃C₂的粒径分布于0.5～3μm之间；所述多尺度镍的粒径分布于0.9～5μm之间。

优选地，所述多尺度碳化钨的粒径分布于0.6～5μm之间；所述多尺度Cr₃C₂的粒径分布于0.5～1.5μm之间；所述多尺度镍的粒径分布于1～4μm之间。

优选地，所述造粒为喷雾造粒。