[发明专利]一种具备硅涂层的钨合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种具备硅涂层的钨合金的制备方法，该方法显著改善和控制了材料的组织结构，使得制备的钨合金；本发明对铝硅铜合金材料表面进行PVA／SiO₂复合溶胶表面改性处理，使得钨合金的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

所属技术领域

本发明涉及合金材料制造领域，具体涉及一种具备硅涂层的钨合金的制备方法。

背景技术

钨及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点，被广泛应用于高温加热、玻璃熔炼、高温结构支撑件等高温领域。

二氧化硅凝胶具有绝热性能好、纳米结构可控、耐腐蚀性能好、生物相容性优异等特点，但SiO₂凝胶若直接涂覆于合金表面则存在粘结强度低的问题，因此需要引入成膜剂进行改性。聚乙烯醇是一种无毒、透明的多羟基高聚物，在作为一种有机偶联剂时与SiO₂溶胶具有良好的结合效果。一方面，可使SiO₂溶胶粘度升高且与基材的结合性能良好，从而有效提高涂层的结合强度；另一方面，PVA溶剂还可以有效填充SiO₂溶胶在形成凝胶过程中形成的孔洞间隙，提高涂层的致密度、耐磨性、硬度等性能。

发明内容

本发明提供一种具备硅涂层的钨合金的制备方法，该方法显著改善和控制了材料的组织结构，使得制备的钨合金；本发明对铝硅铜合金材料表面进行PVA／SiO₂复合溶胶表面改性处理，使得钨合金的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具备硅涂层的钨合金的制备方法，该钨合金基材由如下重量组分组成：费氏粒度为1-1.5um的WC粉90-95份，费氏粒度为0.5-0.8um的Co粉8-12份， Si粉1-2份、石墨粉0.5-1份；

该方法包括如下步骤：

（1）制备钨合金基材

按上述材料配方选取各材料组份；

选用1Kg搅拌球磨机，先加入Si粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5：1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7，球磨机搅拌速度480rpm，填充系数为0.85，研磨1小时；

然后再加入碳化钨研磨5-7小时，形成料浆，形成料浆；

过滤、干燥，过滤的目数为40-50目，干燥温度为70-85℃，制成硬质合金混合料粒；

将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯；

将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400-1425℃、Ar压力为8-10Mpa、烧结时间为30-100min，得到钨合金基材；

（2）基材预处理

所述基材预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；

（3）先将8-10重量份聚乙烯醇搅拌均匀并缓缓加入20℃的90-100重量份的纯净水中，浸泡15-18h后再将聚乙烯醇溶剂缓慢升温到80-90℃并搅拌加速溶解，得到均匀、无色透明的聚乙烯醇溶剂；

向聚乙烯醇溶剂中依次加入3-5重量份偏硅酸乙酯，并滴加少量盐酸和乙二醇 ，最后在恒温磁力搅拌器中35-45℃恒温搅拌2-4h，静置3-5h后得到聚乙烯醇／SiO₂均匀溶胶体；

（4）将经过预处理后的基材全部浸入聚乙烯醇／SiO₂均匀溶胶体并浸泡15-20s，再用垂直提拉机分别以3-6mm／min的速率提拉基材至液面之上，室温空气中干燥25-30min，然后在干燥箱中干燥40 min，重复浸涂、干燥4-6次；