[发明专利]一种抑制碳化钨颗粒沉降的方法及耐磨复合涂层

说明书

本发明涉及一种抑制碳化钨颗粒沉降的耐磨复合涂层及制备方法，包括以下步骤：1)对基体表面进行处理，去除氧化层及油污；2)分别称量Ni40A粉末和Nickel‑WC粉末，均匀混粉，烘干；3)对堆焊基体预热，预热温度为360～420℃，预热时间5～7h；4)采用等离子转移弧粉末堆焊，在基体表面形成过渡层及硬质层；5)焊后包裹冷却至室温。优点是：涂层表面光滑平整、致密度高，硬质层组织致密细小，可有效缓解WC颗粒的沉降现象，增加了WC颗粒分布的均匀性；并可有效防止气孔、疏松组织和裂纹发生，能够显著提高轧辊的耐磨性能，能有效延长轧辊的使用寿命。

技术领域

本发明属于冶金辊类表面改性技术领域，尤其涉及一种抑制碳化钨颗粒沉降的耐磨复合涂层及制备方法。

背景技术

轧辊要求具有较好的综合力学性能，同时又要求表面具有优异的耐磨性，通常采用堆焊复合制造技术来提高其表面耐磨性能。为此需要进行模拟试验寻求更好的轧辊修复方法。

陶瓷材料具有优异的耐磨性能，可做为堆焊涂层表面耐磨材料，但与基体性能差异较大，熔合性较差，易产生裂纹。为防止涂层开裂，减缓堆焊涂层与基体间的材料性质差异，采用梯度涂层制备思想，在基体与硬质层之间进行过渡层制备，过渡层原料为镍基合金，硬质层原料为镍基合金掺杂WC颗粒粉末。但是由于发生陶瓷颗粒的沉降现象，导致硬质层产生气孔，硬度和耐磨性下降。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抑制碳化钨颗粒沉降的耐磨复合涂层及制备方法，采用渡层和硬质层复合，减少陶瓷颗粒的沉降现象发生，增强硬度和耐磨性。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种抑制碳化钨颗粒沉降的方法，包括以下步骤：

1)对基体表面进行打磨，去除基体表面的氧化层，采用酒精清洗，以去除基体表面油污；

2)分别称量Ni40A粉末和Nickel-WC粉末，其中，Ni40A粉末为40wt％～45wt％，其余为Nickel-WC粉末；分别用混粉机进行8～12h均匀混粉，烘干；

3)对堆焊基体进行预热处理，基体在加热炉内预热，以1～10℃/min升温速率升温至预热温度，预热温度为360～420℃，预热时间5～7h；

4)采用等离子转移弧粉末堆焊，在基体表面由Ni40A粉末堆焊形成过渡层，待过渡层凝固后再在过渡层上由Nickel-WC粉末堆焊形成硬质层；

过渡层和硬质层的焊接电流参数为110～140A，摆动宽度20～25mm，对应摆动时间0.3～0.4s，搭接率为30～50％，送粉转速38～45r/min；

5)焊后用保温棉包裹随环境冷却至室温。

步骤2)中所述的Ni40A粉末和Nickel-WC粉末采用电子天平进行准确称量。

步骤1)中采用粗砂纸对基体表面进行打磨。

步骤2)所述的Ni40A粉末和Nickel-WC粉末的粉末粒径均为：50～300μm

一种抑制碳化钨颗粒沉降的耐磨复合涂层，该复合涂层为在冶金辊类基体表面形成的耐磨复合涂层，该复合涂层包括焊接在基体表面的过渡层，以及堆焊在过渡层的硬质层，所述过渡层为镍基合金过渡层；所述硬质层为WC陶瓷增强镍基合金硬质层。

所述过渡层采用Ni40A粉末堆焊形成，Ni40A粉末成分按照质量百分比计：

C∶Cr∶B∶Si∶Fe∶Ni∶Cu＝(0.05～0.08)∶(11.07～11.10)∶(1.20～1.24)∶(3.44～3.48)∶(3.00～3.03)∶(77.38～77.60)∶(3.64～3.69)。