[发明专利]一种螺杆及其制备方法

说明书

本发明提供了一种螺杆及其制备方法，该螺杆包括一个钢基的螺杆本体，所述螺杆本体上涂覆有一层厚度为0.5～2.0mm的金属基碳化钨合金涂层，金属基碳化钨合金与钢基螺杆本体为冶金结合，其结合强度大于100Mpa。制备方法为：将中碳合金钢经过车削、铣削加工成螺杆毛坯，采用超音速火焰喷涂技术在螺杆毛坯的表面均匀喷涂0.5～2.0mm厚的金属基碳化钨合金涂层，对喷涂的螺杆进行热压烧结，经磨削和抛光加工为成品螺杆。本发明实现由两种材料制造一个机械零件的设计思想，钢基芯材具备优良的综合机械性能，金属基碳化钨表层具备特别优良的耐磨损、抗腐蚀性能，这是任何一种单一材料所无法实现的特性。

技术领域

本发明属于高性能基础零部件先进制造技术及应用领域，具体涉及超音速火焰喷涂加热压烧结技术，主要用于高耐磨损、高耐腐蚀的注塑机，挤塑机螺杆制造等。

背景技术

螺杆是注塑机，挤塑机最关键部件，传统的螺杆制造方法有38CrMoAl氮化处理，中碳钢或中碳合金钢渗硼处理，粉末高速钢整体制造，中碳钢调质加螺牙喷焊强化处理等制造方法，中国专利CN200971903Y发明38CrMoAl上亚音速喷涂Co12-WC螺杆，CN200946617Y发明38CrMoAl上亚音速喷涂Ni60-WC螺杆。

高温高腐蚀性气体分解的塑料、添加高纤维塑料、高精密度成型塑料的挤出或注塑加工过程，对螺杆的腐蚀和磨损相当严重，上述方法制造的螺杆很难满足这些塑料的成型加工要求，导致螺杆很快被腐蚀或磨损，或者碳化钨涂层提前脱落，迫使挤塑机、注塑机停产更换螺杆。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺杆及其制备方法，以获得一种高耐磨损、高耐腐蚀性能的螺杆。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种螺杆，包括一个钢基的螺杆本体，所述螺杆本体上涂覆有一层厚度为0.5～2.0mm的金属基碳化钨合金涂层，金属基碳化钨合金与钢基螺杆本体为冶金结合，其结合强度大于100Mpa。

一种螺杆的制备方法，将中碳合金钢经过车削、铣削加工成螺杆毛坯，采用超音速火焰喷涂或等离子超音速喷涂技术在螺杆毛坯的表面均匀喷涂0.5～2.0mm厚的金属基碳化钨合金涂层，对喷涂的螺杆进行热压烧结，经磨削和抛光加工为成品螺杆。

所述超音速火焰喷涂或等离子超音速喷涂所用的金属基碳化钨合金为NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中碳化钨的质量含量在30～80％。

按照质量百分比，所述NiMoCrFeCo的组成为：15.0～28.0％的Cr、1.2～11.5％的Fe、10.5～22.0％的Mo、0.05～6.9％的Co、0.0～0.02％的C、0.0～0.06％的Mn、0.0～0.09％的Si、0.0～0.05％的Al、2.0～9.0％的W、0.0～1.0％的V和余量的Ni。

所述的超音速火焰喷涂或等离子超音速喷涂的部位为整个螺杆外表面，或螺杆的局部工作外表面。

所述的热压烧结是对超音速火焰喷涂或等离子超音速喷涂金属基碳化钨合金的螺杆进行整体热压烧结，热压烧结为真空热压烧结，或气氛热等静压烧结。

所述的真空热压烧结中，烧结温度为950～1400℃，真空度为0.05～0.1pa。

所述的气氛热等静压烧结中，烧结温度为1050～1450℃，压力为100～200Mpa，气氛为氩气。

本发明的有益效果是：本发明的螺杆采用钢基芯材料+超音速火焰喷涂金属基碳化钨涂层+热压烧结的制造工艺方法，实现由两种材料制造一个机械零件的设计思想，钢基芯材具备优良的综合机械性能，金属基碳化钨表层具备特别优良的耐磨损、抗腐蚀性能，这是任何一种单一材料所无法实现的特性。可以与多种牌号钢复合，制造外层WC、或内层WC的复合材料零件。

附图说明