[发明专利]原位和非原位结合制备WC增强铁基涂层的组合物及方法

说明书

本发明涉及一种原位和非原位结合制备WC增强铁基涂层的配方，包括以下原料：WC粉末50‑70重量份数、钨铁合金粉末7.15‑25.38重量份数、镍包石墨粉末1.31‑4.63重量份数、铁基自溶性合金粉末10.4‑31重量份数，采用原位和非原位相结合的方法制备Fe‑WC涂层，在于使颗粒增强相WC在涂层中均匀分布并且添加的W和石墨对WC⇌W+C能有效抑制反应向正方向进行从而抑制增强颗粒WC的溶解，保持增强颗粒在涂层中的完整性提升力学性能；由此获得高体积分数的WC涂层，使得WC粉末在涂层中均匀分布，在整个涂层中WC体积分数达到56%。

技术领域

本发明属于材料熔覆涂层技术领域，具体涉及一种原位和非原位结合制备WC增强铁基涂层的组合物及方法。

背景技术

颗粒增强金属基复合材料是以金属或金属合金为基体，与一种或几种颗粒状相容性金属或非金属增强体结合而成的复合材料。颗粒增强金属基复合材料具有单一材料无法比拟的优异性能，不但具有延展性好韧性优良的金属特性，而且兼有颗粒硬度高、刚度高、热稳定性好的优势。颗粒增强金属基复合材料在航空航天、汽车、电子、航空、仪表等工业中有广阔的应用前景。增强体可以外加也可以在金属基体中通过原位合成。陶瓷颗粒由于具有高熔点、耐磨损、高强度、耐腐蚀等优良性能和其他特殊的物理性能成为颗粒增强体的首选。在钢基增强材料中，碳化钨颗粒被认为是最常用的硬质相之一，它具有低热膨胀系数、高硬度和良好的润湿性。WC粉末增强钢铁基表层复合材料在实际工程中主要作为耐热耐磨和腐蚀材料进行开发与利用。碳化钨颗粒增强铁基复合材料强度高、表层复合层硬度高，是优良的耐磨材料。

由于WC粉末密度高容易在熔池底部沉淀，造成在熔覆涂层中分布不均匀。随着WC粉末含量的增加，基体与WC粉末之间界面结合力降低容易，当WC含量达到60%以上时，涂层易从基体脱落。WC粉末在热加工过程中很容易溶解到熔池中生成脆性碳化物。这导致在激光照射下难以保持WC粉末的完整性，从而导致原始WC粉末的高硬度损失和金属基复合材料涂层的开裂敏感性增加。原位WC与金属的界面通常更清洁、更相容且原位WC热力学稳定，在高温应用中降解较少与金属的界面结合力强。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，以提高铁基涂层的硬度和耐磨性，本发明提供了一种原位和非原位结合制备WC增强铁基涂层的配方机方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种原位和非原位结合制备WC增强铁基涂层的配方，包括以下原料：WC粉末50-70重量份数、钨铁合金粉末7.15-25.38重量份数、镍包石墨粉末1.31-4.63重量份数、铁基自溶性合金粉末10.4-31重量份数。

作为优选地，所述 WC粉末60重量份数、钨铁合金粉末21.36重量份数、镍包石墨粉末3.87重量份数、铁基自溶性合金粉末14.77重量份数。

作为优选地，所述钨铁合金粉末中钨和铁的比例为7:3。

作为优选地，所述镍包石墨粉末中镍和石墨的比例为7.5:2.5。

作为优选地，所述WC粉末的粒径为80～200目；所述铁基自溶性合金粉的粒径为60～150目；所述的镍包石墨的粒径为150～325目；钨铁合金粉末的粒径为100目。

作为优选地，铁基自溶性合金粉末为Fe、Ni、Cr、C、B、Si及其它金属和非金属元素，所述其它金属和非金属元素包括Ni、Nb、V、Zr、RE、N、H、O、Al、Cu、Co、Ta、Mg、Ca、Zn、K、Sn、Pb、Ba中的一种或多种，其中，Fe元素含量不低于70％。