[发明专利]一种WC-12Co纳米涂层

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种WC-12Co纳米涂层。 

背景技术

表面失效是零部件中的重要失效形式，在表面失效中，磨损占70％-85％，其中磨料磨损造成的损失在磨损失效中占有50％。 

在传统工艺中，修复工件大多采用喷焊、堆焊、电镀硬铬等工艺，被修复的工件涂层存在结合力低、孔隙率高、均匀性差等问题，此外,对于较小的制品,喷涂效率低,成本高。热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。现有技术中采用WC和Co制成的涂层结合强度和显微硬度不高，WC粒子容易脱碳形成W2C和W等有害相，WC的脱碳不仅会降低涂层的沉积效率，而且这些脱碳相的存在降低了涂层的韧性，过多脱碳相的存在消弱WC粒子对耐磨性的贡献，另外在制备涂层过程中，超音速火焰喷涂的温度可达3000℃，喷涂粉末的晶粒在喷涂受热后会发生长大，如何能够尽量减小喷涂粉末在喷涂过程中的受热长大就显得十分必要。 

而稀土可以有效提高材料的机械性能，在工程应用领域具有巨大的潜力。稀土元素能够有效抑制WC的高温脱碳分解反应和WC晶粒的受热长大，改善粉末的物理性能及喷涂涂层的力学性能，显著降低摩擦系数，促进粉末的致密化并降低涂层孔隙率，提高涂层耐磨性。 

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种WC-12Co纳米涂层。 

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种WC-12Co纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为WC占79％-92.8％、Co占6％-19.8％、微量元素占1.2％。 

所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。 

在使用时，所述各组分可采用超音速火焰喷涂工艺在Q235钢基体上制备WC-12Co纳米涂层。 

本发明的有益效果是：本发明仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳，在相同的条件下，Q235的磨粒磨损量是WC-Co纳米涂层的78倍，这表明超音速火焰喷涂制备的WC-Co纳米涂层具有优异的抗磨粒磨损性能，WC-Co纳米涂层的硬度达到HRC74，密度14.7g/cm³,致密度良好，可以对W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、Cr14Mo4V、1Cr17Ni2等钢材进行表面处理，增加钢材的硬度、耐磨性、耐腐蚀性，延长工件的使用寿命，达到节省成本的目的。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。 

实施例一： 

取WC79％、Co19.8％、微量元素1.2％，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。 

由上述各组分制成的WC-12Co纳米涂层的X射线表明：WC-12Co纳米涂层中除了新增了衍射强度较弱的W2C相外，其余的相与原始粉末的物相基本一致。 

所述WC-Co纳米涂层拉断时的抗拉强度为56.4MPa，断裂方式均为胶结面，可见实际WC-Co纳米涂层的结合强度要高于此值，说明该涂层具有较高的结合强度。 

检测结果表明：在喷涂过程中，仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳，涂层的结合强度和显微硬度高，组织结构致密，WC-12Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1层工件的性能对比实验结果见表1。 

所述WC-12Co纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表2。 

实施例二： 

取WC92.8％、Co6％、微量元素1.2％，所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti和Al。 

由上述各组分制成的WC-12Co纳米涂层的X射线表明：WC-12Co纳米涂层中除了新增了衍射强度较弱的W2C相外，其余的相与原始粉末的物相基本一致。 

所述WC-Co纳米涂层拉断时的抗拉强度为64.4MPa，断裂方式均为胶结面，可见实际WC-Co纳米涂层的结合强度要高于此值，说明该涂层具有较高的结合强度。 

检测结果表明：在喷涂过程中，仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳，涂层的结合强度和显微硬度高，组织结构致密，WC-12Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1层工件的性能对比实验结果见表1。 

所述WC-12Co纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果对比见表3。