[发明专利]一种造粒WC-Co热喷涂粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种造粒WC‑Co热喷涂粉末的制备方法，其是以渗碳纳米WC‑Co复合粉末为原材料，经酒精湿磨、压力式喷雾造粒、真空脱脂烧结，即获得目标产物。本发明所得造粒WC‑Co热喷涂粉末球形度高、物相纯净、流动性好、松装密度高，性能优。

技术领域

本发明属于热喷涂用造粒WC-Co粉末的制备方法，该方法制备的造粒WC-Co热喷涂粉末广泛应用于纸浆刮刀、压光辊、活塞、风机叶片、轴类等零部件表面热喷涂材料。

背景技术

WC-Co系涂层，由于其高的硬度和良好的韧性，广泛地应用于航空航天起落架、汽钢铁冶金辊类、造纸行业工作辊、电力行业风机叶片、石油化工球阀及柱塞、机械行业球类零部件等。

超音速火焰喷涂(HVOF)技术具有速度高、温度低、沉积率高、结合强度高、材料还原性好、涂层成分容易控制的优点，广泛应用于零部件修复、增强基体表面耐磨、耐腐蚀性能。伴随着HVOF技术发展，相适应的涂层材料不断被开发，WC-Co是目前应用较广、研究较热的涂层材料。WC-Co系属于金属陶瓷材料，温度高、耐磨性好，一般很难将其与基体金属结合形成涂层，但采用超音速火焰喷涂(HVOF)涂层作用于基体表面，可以实现WC-Co涂层高密度、高强度、良好耐磨及耐腐蚀等特性，可替代能耗高、污染严重的电镀硬铬技术，以解决零部件的耐磨性能及修复磨损作用。

WC-Co系金属热喷涂用粉末的制备方法包括熔化法、烧结-破碎法、等离子体球化法、团聚烧结-破碎法等。熔化法、烧结破碎法生产的喷涂粉末颗粒形貌不规则、球形度较差、流动性能差、粉末沉积率较低，涂层与基体结合强度较差，使用过程中涂层易出现裂纹甚至剥落现象而失效，同时生产过程中给周围环境带来粉尘和噪音污染；对于等离子体球化法，由于整个球化过程是在高温和保护气氛环境中进行的，对设备要求高，生产成本高昂。对于传统团聚烧结-破碎法，虽然能够获得性能优良的热喷涂粉末，但粉末在高温烧结过程中保温时间较长，耗能大，且烧结后的粉末粘结呈块状，需进行破碎、分级，延长了生产周期，提高了生产成本。

喷雾干燥法是目前工业化生产WC-Co系金属热喷涂用粉末的方法之一：

中国专利CN102363876B、CN10876908B、CN10884892A，是以固体WC或W粉和C黑或W氧化物和C黑与固体Co金属或Co氧化物，通过湿磨、离心喷雾造粒、脱脂烧结、破碎、筛分等工艺制备WC-Co系热喷涂粉末。固体W、WO_2.9、C、WC与Co、Co₃O₄粉末湿磨混合容易形成组元分布不均匀、成分偏析。同时，以水作为湿磨介质，离心喷雾干燥后粉末含结晶水，高温脱脂烧结易导致粉末中碳与结晶水反应，造粒粉末碳化不完全，导致涂层脱碳。

中国专利CN103920887A是以WC、钴盐、碳源为原材料，通过离心式喷雾造粒、低温还原制备WC-Co系金属热喷涂用粉末，以Co均匀包覆WC粉末，解决组元分布不均匀问题，同时原料中配碳避免碳化不完全。但由于采用离心式喷雾干燥，在高速旋转雾化器作用下受离心力使粉末碰撞塔壁易破碎、多数椭圆形、成球率低。

中国专利CN105648383A以W盐、Co盐先经喷雾干燥-煅烧、球磨破碎，再加入碳源、然后再经喷雾干燥-煅烧-还原碳化制备WC-Co系金属热喷涂用粉末，虽然所制备的热喷涂粉末组元分布均匀，但喷雾造粒粉末破碎严重，流动性差。

发明内容

为避免现有制备WC-Co系金属热喷涂用粉末的方法所存在的不足之处，本发明公开了一种造粒WC-Co热喷涂粉末的制备方法，以提高粉末性能。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

本发明造粒WC-Co热喷涂粉末的制备方法，其特点在于：以渗碳纳米WC-Co复合粉末为原材料，经酒精湿磨、压力式喷雾造粒、真空脱脂烧结，获得目标产物造粒WC-Co热喷涂粉末。具体包括如下步骤：

1)酒精湿磨：