[发明专利]一种用于锂电压辊的高性能金属陶瓷复合涂层及其制备方法

说明书

发明公开了一种用于锂电压辊的高性能金属陶瓷复合涂层，其特征在于，包括喷涂于锂电压辊基材表面的打底层和喷涂于打底层表面的工作层，所述的打底层为WC‑Cr₃C₂‑NiCr复合粉末，所述的工作层为WC‑CoCr复合粉末。其制备采用活性燃烧高速燃气喷涂技术将粉末喷涂到经过预处理的模具表面，制得金属陶瓷涂层。通过本发明的方法能够制备出与基体结合良好，且具有高耐磨耐腐蚀性的金属陶瓷涂层，提高了锂电压辊的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷复合涂层领域，具体涉及一种用于锂电压辊的高性能金属陶瓷复合涂层及其制备方法。

背景技术

电镀铬作为一项有着悠久历史的技术，因其优良的性质，被广泛应用在机械零部件易磨和易腐蚀的层面。电镀硬铬技术的主要材料就是铬，在应用过程中，因铬酸溶液会与绝大多数的元素发生反应，产生大量的氢气，不被推崇综合使用；电镀硬铬技术，因铬的中和作用，也不可避免的会出现很多环境污染问题。在社会迅速发展的今天，继续应用这种技术，带来的问题将会更严重，因此，寻求替代电镀硬铬技术的任务就显得格外重要。

根据相关学者研究得出结论，新型替代电镀硬铬的工艺早已流行在许多发达国家，热喷涂工艺仪器零污染，原材易得，操作方便被誉为代替电镀硬铬的最佳工艺。结合热喷涂技术发展历程看，这项工艺在很多应用行业中，已取得不少显著成绩，也开始逐渐受到重视和认可。

热喷涂技术是一种将涂层材料送入某种热源(电弧、燃烧火焰、等离子体等)中熔化、并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成覆盖层的工艺。该工艺操作简便、灵活高效，涂层材料种类繁多，使得热喷涂涂层孔隙多、结合强度不高的弱点得以克服，涂层质量有了质的飞跃，从而热喷涂涂层替代电镀硬铬有了坚实的技术基础。其中，三阴极等离子喷涂设备采用轴向送粉，设备工作状态稳定，沉积效率高，这些特性使AC-HVAF(活性燃烧高速燃气喷涂技术)成为最具有吸引力的替代电镀硬铬的方法。此外，通过适当的冷却方法和仔细控制喷枪的运动，可以将工件表面的温度控制在93℃以下，因此许多对温度敏感的材料也可以用HVOF(高速燃气喷涂技术)喷涂处理。

在锂电压辊行业，目前市面上普遍采用的是传统的镀硬铬工艺，锂电行业的压辊造价昂贵，在实际工况中，由于每隔几个月就要重新退镀、重镀一次，严重影响生产，返修成本很高。从材料本身的角度出发，镀硬铬在实际工况下工作，如果浆料出现硬质颗粒，会出现表面凹陷、刮伤等现象，并且浆料通常是处于碱性环境下，而镀硬铬存在硬度低、耐磨性差或耐碱性腐蚀差的问题，随着锂电行业的日益发展，传统的镀硬铬工艺已无法满足生产需求。因此，制备一种硬度高、耐磨性能好、结合强度高且耐腐性性能好的性能兼备的锂电压辊表面防护涂层是当前亟待解决的课题。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于锂电压辊的高性能金属陶瓷复合涂层及其制备方法。通过该方法能够制备出与基体及打底层结合良好，且具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、结合强度高的金属陶瓷复合涂层，从而显著的提高锂电压辊的使用寿命，降低使用成本。

本发明采用以下技术方案：

一种用于锂电压辊的高性能金属陶瓷复合涂层，其特征在于，包括喷涂于锂电压辊基材表面的打底层和喷涂于打底层表面的工作层，所述的打底层为WC-Cr₃C₂-NiCr复合粉末，所述的工作层为WC-CoCr复合粉末。

优选地，所述的WC-Cr₃C₂-NiCr复合粉末按质量百分比计，包括70～80wt％WC、12～25wt％Cr₃C₂和4～15wt％NiCr。

进一步优选地，所述的WC-Cr₃C₂-NiCr复合粉末按质量百分比计，包括73wt％WC、20wt％Cr₃C₂和7wt％NiCr。