碳化鎢-鈷金屬陶瓷塗層粉末製備

現有應用於石油開採業、化工製造業、製藥業、造紙業、印染業、冶金業、建材建造業、海洋開發、環護等領域的機械設備，所採用的金屬材料為耐蝕性一般的不銹鋼和鈦合金，此類材料的耐磨性也不好；因受到各種化學介質、腐蝕性氣體或海水等的作用的腐蝕，很容易出現惡性循環，加快了這類機械設備零部件的過早損壞。

傳統採用的對金屬表面鍍硬鉻的方法存在著工藝複雜、沉積速率低、難於沉積厚塗層、在溫度達到260℃以上時鍍鉻層 會發生軟化，導致耐磨性顯著下降並鍍硬鉻會造成環境污染等問題。

實踐認為，採用碳化鎢-鈷金屬陶瓷的塗層可以有效的保護金屬基體，但現有的碳化鎢-鈷金屬陶瓷塗層的耐磨性和耐腐蝕性仍然亟待提升，為此，有學者對碳化鎢-鈷金屬陶瓷塗層的製備工藝進行提升，其改進的工藝內容如下：

一種配方改進後的碳化鎢-鈷金屬陶瓷塗層粉末，由兩種不同細微性的碳化鎢和鈷以及微量稀土釔組成，碳化鎢的品質百分比為83％，金屬鈷的品質百分比為16.5％，稀土氧化釔的品質百分比為0.5％。其合成步驟如下：

A、備料：

製備品質百分比為25‑58％、細微性為0.05‑0.2微米的納米碳化鎢，備好品質百分比為 25‑58％、細微性為2.0‑8.0微米的中顆粒碳化鎢；

B、混料：

首先依據工藝要求，向球磨設備加入步驟A的納米碳化鎢、中顆粒碳化鎢和品質百分比 為16.5％鈷粉，然後加入占原料品質百分比為25％的去離子水及品質百分比為 2.0％的聚乙烯醇進行混料，球磨時間為22‑28小時，加入品質百分比為0.5％的晶粒生長抑制劑氧化釔；

C、造粒：

採用開放式離心噴霧乾燥塔進行乾燥造粒，得到球形混合料，離心霧化盤轉速為 8000‑12000轉/分鐘；

D、燒結：

將混合料裝入石墨舟皿中，置於鉬絲爐中，在氫氣保護氣氛中進行連續燒結，推舟速度 為9‑12分鐘/舟，燒結溫度為950‑1250℃；

E、破碎分級：

燒結後的過程產品採用機械方式破碎，並根據細微性分佈區間採用過篩或氣流分級的方式 得到最終產品熱噴塗粉末，其中細微性規格為15‑45微米，松裝密度為4.0‑5.8g/cm³。

將改進後的碳化鎢-鈷金屬陶瓷塗層粉末應用於超音速火焰噴塗(HVOF)技術、氧-乙炔 堆焊技術、熔化極氬弧焊(MIG)堆焊技術、埋弧堆焊技術、亞音速噴塗技術、爆炸噴塗技術或等離子熔-噴等技術，因為摻加稀土對塗層材料進行處理，改善了材料表面塗層的微觀組織、結構，使碳化鎢/鈷系塗層材料顯微硬度提高了42％，彈性模量提高了 6.2％～14.9％，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時也對提高改性層地綜合力學性能有顯著的作用。