[发明专利]原位合成WC-VC颗粒增强覆层的合金粉块及制作方法

说明书

本发明公开了原位合成WC‑VC颗粒增强覆层的合金粉块及制作方法，按照质量份数准备粉末状原材料：钨铁55‑60份，泥状石墨6‑7.5份，钒铁10‑12份，硅铁5‑6份，还原铁粉20‑25份；将粉末状原材料放入混料机中充分的混合，制成混合粉末；将混合粉末倒入阿拉伯胶水溶液后充分的搅拌成混合物；将混合物置于鼓风干燥箱中加热到120‑160℃，保温2h；随炉冷却至室温，以不同型号的模具压制成不同规格系列的合金粉块。本发明的有益效果是电弧反应条件下反应生成的WC‑VC颗粒与基体的结合强度更高，颗粒分布更加均匀，表面硬度更高，覆层表面质量好；且使用灵活方便。

技术领域

本发明属于金属表面熔覆技术领域，涉及原位合成WC-VC颗粒增强覆层的合金粉块及制作方法。

背景技术

WC颗粒由于其优异的力学性能，高硬度、良好的延展性及杨氏模量，与铁族元素有很好的润湿性的特点，受到了人们广泛的关注。V也是一种强碳化物形成元素，与石墨能够生成VC颗粒相，VC本身的硬度高达HV2094，二次硬化作用明显，对基体可以很好的起到固溶强化的作用。工业上以WC或VC为基体，Fe、Co或Ni金属作为粘结相材料，采用粉末冶金制得的硬质合金具有优异的耐磨性能，得到了广泛的应用。目前，大多数的金属基涂层都是采用单一的硬质相增强涂层，且多数是通过制备硬质合金、制备药芯焊丝等工艺方法来获得WC、VC颗粒增强金属基材料，并用于耐磨构件，其生产过程复杂，设备投入大，导致了材料的制备成本高，从而制约了这类材料在耐磨材料零件上的应用。

采用表面改性技术，通过预制合金粉块的方法，制备WC-VC双相增强钢铁基复合材料，具有广阔的应用前景。而且，以往由于WC、VC颗粒是直接添加，表面易受污染，降低了增强相与基体的结合强度；在高温热源的作用下也容易产生硬质颗粒的溶解转变，使得陶瓷相颗粒在外力的作用下容易脱离基体，降低材料的耐磨性能；而采用原位合成法，增强相的颗粒尺寸比较细小，表面洁净无污染，并且覆层与基体呈现出良好的冶金结合，也可以有效的避免了与基体界面浸润不良的问题。所以，开发一种新产品或改进现有工艺满足生产规模化、成本低廉化、操作简单化、性能稳定化，已成为当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供原位合成WC-VC颗粒增强覆层的合金粉块制作方法，解决了现有的方法存在制备工艺过程繁杂，设备复杂，与基体结合强度较低、覆层表面质量差且难于控制的问题。

本发明的另一个目的是提供原位合成WC-VC颗粒增强覆层的合金粉块。

本发明采用的技术方案是合金粉块的各组成成分的质量份数为：钨铁55-60份，泥状石墨6-7.5份，钒铁10-12份，硅铁5-6份，还原铁粉20-25份。

原位合成WC-VC颗粒增强覆层的合金粉块的制作方法，按照以下步骤进行：

步骤1：按照质量份数准备粉末状原材料：钨铁55-60份，泥状石墨6-7.5份，钒铁10-12份，硅铁5-6份，还原铁粉20-25份；

步骤2：将粉末状原材料放入混料机中充分的混合，制成混合粉末；

步骤3：将混合粉末倒入阿拉伯胶水溶液后充分的搅拌成混合物；

步骤4：将混合物置于鼓风干燥箱中加热到120-160℃，保温2h；

步骤5：随炉冷却至室温，以不同型号的模具压制成不同规格系列的合金粉块。

进一步，所述阿拉伯胶水溶液浓度为2-5％，每100g混合粉末中阿拉伯胶的水溶液加入量为10-25ml。

进一步，所述合金粉块用真空包装机封装备用，使用时，拆封后取出合金粉块采用钨极氩弧焊机堆焊。

本发明的有益效果是电弧反应条件下反应生成的WC-VC颗粒与基体的结合强度更高，颗粒分布更加均匀，表面硬度更高，覆层表面质量好；且使用灵活方便。

具体实施方式