表面熔覆碳化鎢覆層方法

在機械零部件和工程構件的長期使用中，金屬材料的磨損和腐蝕會嚴重導致其功能失 效，給生活與生產帶來隱患。腐蝕將會導致金屬零部件材料的大量損失，磨損則在機械應用中導致重要運動部件的裂紋萌生、相互粘結等，成為運動零部件失效的主 要形式之一，在損耗材料的同時，也浪費了大量資源，造成了非常嚴重的經濟損失。

碳化鎢是一種眾所周知的抗磨損材料，長期以來，人們從實際應用出發，對碳化鎢材料進行大量研究，尤其對其高溫摩擦學性能的研究取得了一定的成果，被認為是應用範圍最廣、開發和應用前景最大的一類金屬基複合材料，國外目前已用於航空、航太、軍械、汽車、農機、電子、體育等行業。

在金屬基材表面熔覆碳化鎢一般採用熱噴塗的工藝，等離子噴塗，爆炸噴塗、PVD或CVD等。工藝較多，本文介紹一種在金屬基材表面熔覆碳化鎢覆層的方法，包括以下步驟：

1.鎳基碳化鎢組分重量百分比為：鎳基合金粉末35％，碳化鎢65％，碳化鎢粉末細微性大小為30～50μm，鎳基合金粉末的細微性大小50～100μm。

2.將上述金屬粉末置於球磨混料機中混合均勻，混合時間3h。

3.在混合好的金屬粉末中加入品質為金屬粉末品質5％的聚四氟乙烯粉末，攪拌後在球磨混料機中混合均勻，混合時間為3h，然後在多輥軋機上將粉末軋製成扁平布狀，得到布狀碳化鎢覆層。

4.將鋼基材用機加工磨床磨平後，用砂紙將其打磨光潔，分別用酒精和丙酮溶液清洗表面去除油污，並用乾燥箱烘乾。

5.將布狀碳化鎢覆層用強力膠黏劑粘在基材表面，膠黏劑在覆層和基材之間塗抹均勻且輕薄，厚度不超過0.1mm。

6.將粘結好的覆層和基材放入真空熱處理熔燒爐內抽真空，除去複合粘結塗層中的粘結劑和水分，同時預熱乾燥樣品，避免水分殘留在高溫下與塗層或基體反應，真空度要求10Pa以下，溫度要求達到330℃，升溫速率2℃/min，保溫時間5h。

7.以5℃/min升溫速率加熱升溫到800℃，第二階段升溫速率3℃/min，升溫至 熔燒溫度1150℃，在該溫度保溫8min。

8.隨爐冷卻，冷卻至150℃後，取出空冷後，再將覆層件進行調質處理，工藝包括：淬火溫度840℃(水淬)，高溫回火560℃， 保溫1h然後出爐水冷。

9.經測試所得覆層的厚度為2mm，孔隙率為0.3％，硬度為65HRA，覆層與 基材之間存在連續固溶擴散層，介面結合強度大於200MPa。

在金屬基材表面制得的碳化鎢合金覆層既有較高的硬度(硬度可以達到60HRC以上，孔隙率低於0.5％)、又有優異的耐磨性和耐腐蝕性，特別適用於提高金屬工件的表面硬度和耐磨性，滿足軍工、海工、機械、汽車、航空航太、化工等領域的需求。工藝簡單易行，並適用於複雜 形狀的金屬件。

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