[发明专利]采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法

摘要

本发明提出了采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法。步骤为：（1）设计梯度涂层的层数及陶瓷A在各层的比例；（2）A与金属粉末B由双筒供粉；（3）粉末A、B经三通装置混合后进入由数控装置控制的同轴送粉熔覆枪中；（4）控制行走、摆动速度及幅度来控制涂层的横向尺寸，控制送粉量及等离子弧功率获得需要的涂层厚度；（5）涂层凝固后，清理表面；（6）重复步骤（2）至（5）完成剩余涂层的制备。本发明所用设备简单、投资小；梯度涂层长度、宽度、厚度可调，涂层内成分均匀；可在工件局部位置制备出梯度涂层；涂层与基体及涂层间可达到冶金结合，界面结合强度高。

主权项

采用等离子熔覆法制备Fe基WC Ni梯度涂层的方法，其特征在于它的制备工艺步骤为：（1）、对基体表面预处理：对需制备梯度涂层的基体表面进行喷砂处理或手持砂轮进行打磨处理，然后用丙酮清洗表面，并烘干；（2）、材料组成设计：设计梯度涂层的层数为N层（1≤N≤10），按质量百分比，每层中两种组分的比例设计为：从第一层至第N层，WC Ni粉末按线性递增为10%、20%、30%、···(N*10)%；同时，Ｆｅ基体粉末按线性递减为90%、80%、70%、···(10 N)*10%；（3）、粉末供给：采用双筒送粉系统供粉，并通过三通混合，最后进入可同轴送粉的熔覆喷枪；即把WC Ni粉末与Fe粉末分别装入双筒供粉系统，按步骤2设计的混合比例调整每层WC Ni与Fe粉末的送粉量，双筒里的WC Ni与Fe粉末在氩气流作用下分别进入一个Y形三通管，并从Y形管另一端流出，再进入连接Y形三通管与熔覆枪的管路，最后送入熔覆枪；（4）、熔覆层尺寸控制：利用等离子弧对混合后的粉末加热熔化，熔覆枪由三轴数控装置+摆动装置控制，可实现线性行走的同时横向摆动熔覆枪，待制备涂层的基体固定于可旋转或行走的装置，通过控制熔覆枪与基体各自的运动速度和轨迹来控制梯度涂层的高度、厚度及宽度尺寸；（5）、粉末熔化与凝固：设置好电流、电压、熔覆枪移动速度和轨迹后，开启保护气→供粉→起弧→摆动→行走，对第一层梯度涂层（WC Ni为10%、Fe 为90%）进行制备；第一层冷却凝固后，用钢丝刷清理表面层；并依第二层涂层组分设计比例（WC Ni为20%、Fe为80%），调节供粉量、喷枪移动、摆动速度、摆动幅度、电流、电压，进行第二层的制备；重复上述步骤依次完成其余层的制备。