[发明专利]一种由碳化钨增强相复合粉末制得的涂层

说明书

本发明提供了一种碳化钨增强相复合粉末及涂层以及制备方法，碳化钨增强相复合粉末包括碳化钨陶瓷粉末和镍基高温合金粉末；其中，碳化钨陶瓷粉末在碳化钨增强相复合粉末中的质量分数为30％‑40％。将碳化钨陶瓷粉末与镍基合金粉末按照特定比例混合，通过激光熔覆技术制得的碳化钨增强相合金涂层中，碳化钨并非均匀弥散分布于整个合金涂层组织中，而是优先分布于涂层底部，形成了碳化钨耐磨层与镍基合金缓冲层的泾渭分明之态。随着碳化钨增强相复合粉末中碳化钨陶瓷粉末所占比例的提高，碳化钨耐磨层与镍基合金缓冲层的厚度此消彼长，当碳化钨陶瓷粉末所占质量分数达到50％时，镍基合金缓冲层基本消失，碳化钨增强相基本均匀弥散充斥于整个合金涂层中。

技术领域

本发明涉及材料表面工程技术领域，尤其是一种碳化钨增强相复合粉末及涂层以及制备方法。

背景技术

在轧钢领域，来自炼钢厂的钢坯半成品被轧钢设备产线层层轧制成为成品而被使用。而轧钢产线设备上有一种批量极大的易损件，那就是过钢导辊。温度很高的钢坯经过十几道不同尺寸的导辊而被加工成各种直径的圆棒状产品。过钢导辊需要在300℃以上的高温下工作，钢坯以极快的速度通过过钢导辊，而过钢导辊不仅要承受可能来自钢坯的冲击，还会因为接触而产生磨损。据了解，目前轧钢产线上所使用的过钢导辊为钢的淬火态，硬度很高也具有一定的耐磨性。然而，现实是每4个小时就要更换一套过钢导辊，且每次更换时间不少于15分钟，要知道1.5吨的钢坯被加工成成品也只需要短短的40多秒时间。因此，延长导辊使用寿命，降低导辊更换频次，可有效提高轧钢产量。从过钢导辊的工况可以看出，其性能要求是高温下的耐磨性能且具有较好的冲击韧性。

喷涂技术是应用较早的一种涂层制备技术，但相对激光熔覆技术而言，通过该技术制备的涂层与基材之间并不是完全的冶金结合，由此得到的涂层抗冲击性能差，一旦局部剥落很容易形成连锁反应而造成涂层整体剥落。焊接技术可实现完全的冶金结合，但相比于激光熔覆技术而言，其具有热输入大、应力大、产生变形、加工去除量大等诸多不利因素。激光熔覆技术是上世纪70年代伴随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，能够在基体材料表面形成一稀释率极低、与基体呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面的耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化等性能。

激光熔覆用的原材料通常有丝材、粉材等，而又以粉末为主。目前，国内外已开发出大量耐磨陶瓷粉末，且多以碳化钨增强相为主。但是，市面碳化钨耐磨粉末多追求碳化钨增强相在涂层中的均匀分布，这样容易出现以下问题：多层熔覆易开裂，且开裂彻底无缓冲而直至基材；后续涂层车削加工困难，磨削加工效率很低。

发明内容

本发明提供了一种碳化钨增强相复合粉末及涂层以及制备方法，用于解决现有技术中涂层多层熔覆易开裂，且开裂彻底无缓冲而直至基材；后续涂层车削加工困难，磨削加工效率很低问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种碳化钨增强相复合粉末，所述碳化钨增强相复合粉末包括碳化钨陶瓷粉末和镍基高温合金粉末；其中，碳化钨陶瓷粉末在碳化钨增强相复合粉末中的质量分数为30%-40%。

进一步地，镍基高温合金粉末根据过钢导辊的涂层硬度工况有不同的金属材料的牌号选择，牌号为Ni45或Ni55或Ni60。

进一步地，镍基高温合金粉末选用硬度45HRC的Ni45粉末，包含C、Ni、Cr、Fe、Si、B、Mn合金元素。

进一步地，碳化钨陶瓷粉末的球形度≥90%，粒径分布范围为100-270目。

进一步地，镍基高温合金粉末的球形度≥90%，粒径分布范围为140-325目。

一种碳化钨增强相复合粉末的制备方法，按比例混合碳化钨陶瓷粉末和镍基高温合金粉末；混合时间设定为4-5h；将混合的碳化钨增强相复合粉末烘干处理；将烘干过的碳化钨增强相复合粉末装入粉末瓶中摇匀。