[发明专利]碳化钨/钴系涂层材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层材料。

背景技术

现有应用于石油开采业、化工制造业、制药业、造纸业、印染业、冶金业、建材建造业、海洋开发、环护等领域的机械设备，因受到各种化学介质、腐蚀性气体或海水等的作用的腐蚀，使腐蚀后机械设备表面出现的颗粒状磨粒的腐蚀产物，将会与空气中的灰尘结合而后使金属表面产生“犁皱”或“划伤”，这样一来，“犁皱”或“划伤”处裸露的新生表面又加速了金属表面的腐蚀速度，腐蚀产物又成为新磨粒加速磨损。使得出现恶性循环，加快了这类机械设备零部件的过早失效，甚至会导致重大事故的发生。

制造机械设备所采用的金属材料为耐蚀性一般的不锈钢和钛合金，此类材料的耐磨性也不好；而工业上广泛采用的对金属表面镀硬铬的方法存在着工艺复杂、沉积速率低、难于沉积厚涂层、在温度达到260℃以上时镀铬层会发生软化，导致耐磨性显著下降并镀硬铬会造成环境污染等问题。

采用碳化钨/钴金属陶瓷的涂层可以有效的保护金属基体，但现有的碳化钨/钴金属陶瓷涂层的耐磨性较差、耐腐蚀性较低，仍然无法满足机械设备中零部件对耐磨程度及耐腐蚀性的要求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有碳化钨/钴金属陶瓷涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，而提供的碳化钨/钴系涂层材料。

碳化钨/钴系涂层材料按质量百分比由97.0％～99.9％的碳化钨/钴系粉末和0.1％～3.0％的稀土元素或纳米稀土氧化物制成。

本发明通过掺加稀土对涂层材料进行处理，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使碳化钨/钴系涂层材料显微硬度提高了42％，弹性模量提高了6.2％～14.9％，从而整体提高材料表面的耐磨性能，同时也对提高改性层的综合力学性能有显著的作用。

本发明的碳化钨/钴系涂层材料是将原材料的碳化钨/钴系粉末和稀土元素或纳米稀土氧化物的混合物采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术、氧-乙炔堆焊技术、熔化极氩弧焊(MIG)堆焊技术、埋弧堆焊技术、亚音速喷涂技术、爆炸喷涂技术或等离子熔-喷等技术喷涂到金属机体(碳钢材料、不锈钢材料、合金钢材料、有色金属材料、钛及钛合金、铝及铝合金、镁及镁合金、铜及铜合金或镍及镍合金)上得到的，此设备占地面积小、工艺操作简单。

附图说明

图1是碳化钨/钴系涂层的显微硬度测量值图，图1中的“W₁”为具体实施方式九所得到的碳化钨/钴系涂层的显微硬度测量值，“W₀”为不掺加稀土涂层的显微硬度测量值，“W₂”为掺加2％的纳米稀土氧化物CeO₂涂层的显微硬度测量值；图2是碳化钨/钴系涂层的弹性模量测量值图，图2中“H₁”为具体实施方式九所得到的碳化钨/钴系涂层弹性模量测量值，“H₀”为不掺加稀土涂层的弹性模量测量值，“H₂”为掺加2％的纳米稀土氧化物CeO₂涂层的弹性模量测量值；图3是碳化钨/钴系涂层的结合强度测量值图，图3中“T₁”为具体实施方式九所得到的碳化钨/钴系涂层的结合强度测量值，“T₀”为不掺加稀土涂层的结合强度测量值，“T₂”为掺加2％的纳米稀土氧化物CeO₂涂层的结合强度测量值；图4为具体实施方式九所得到的碳化钨/钴系涂层的磨痕照片；图5为不掺加稀土涂层的磨痕照片；图6为掺加2％的纳米稀土氧化物CeO₂涂层的磨痕照片。

具体实施方式

本发明技术方案不仅限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合及可直接准确推测出的技术内容。

具体实施方式一：本实施方式碳化钨/钴系涂层材料按质量百分比由97.0％～99.9％的碳化钨/钴系粉末和0.1％～3.0％的稀土元素或纳米稀土氧化物制成。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：碳化钨/钴系涂层材料按质量百分比由97.5％～99.5％的碳化钨/钴系粉末和0.5％～2.5％的稀土元素或纳米稀土氧化物制成。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：碳化钨/钴系涂层材料按质量百分比由98.0％～99.0％的碳化钨/钴系粉末和1.0％～2.0％的稀土元素或纳米稀土氧化物制成。其它与具体实施方式一相同。