瓦楞輥碳化鎢鈷塗層強化

在造紙工業中，瓦楞輥的使用環境苛刻，頻繁發生砂礫碾壓，在紙質較差的條件下使用更是容易出現麻坑和凹陷。因此要求齒頂、側面和齒底採用塗層，並且要求塗層具有良好硬度，優秀的韌性。

熱噴塗技術是表面改質領域中的一項關鍵技術，熱噴塗碳化鎢/鈷塗層作為耐磨、耐腐塗層，由於其高的硬度和良好的韌性廣泛地應用於航空航太、冶金、機械等領域。相對於電鍍硬鉻層，熱噴塗碳化鎢鈷塗層在耐磨性、耐蝕性、耐疲勞性等方面有明顯的優勢，而且製備速度快，環境污染小。

但在使用傳統WC-12Co熱噴塗粉末時，提高塗層硬度越高，韌性就明顯降低，根據實際資料，將硬度提高2.4％時，瓦楞輥斷裂韌性指標降低可達8.6％；提高塗層韌性，硬度下降明顯；硬度與韌性的矛盾特性使得噴塗時無法兼顧硬度要求、韌性要求，無法保證瓦楞輥塗層的品質達到最佳狀態。

為此，研究人員改變了碳化鎢鈷塗層的配方，研製出一種新型WC-12Co熱噴塗粉末，由碳化鎢、鈷以及微量碳化鈦金屬組成，碳化鎢的品質百分比為88％，金屬鈷的品質百分比為11.4％，抑制劑碳化鈦的品質百分比為0.6％，其具體合成過程如下：

1、混料

碳化鎢由納米晶碳化鎢和中顆粒碳化鎢按比例組成，其中納米晶粒度碳化鎢的品質 百分比為22-66％，中顆粒碳化鎢的品質百分比為22-66％。依據工藝要求，向球磨設備加入品質為44kg(22％)的納米晶碳化鎢、132kg(66％) 中顆粒碳化鎢和22.8kg(11.4％)鈷粉，然後加入占原料品質百分比為25％、溫度為5-8℃ 的去離子水50kg及4.0kg(2.0％)的聚乙烯醇進行混料，設備可使用可傾式滾筒球磨機或立式攪拌球磨機，球磨時間為22小時。

2、造粒

由於納米晶碳化鎢的存在，材料的流動性能較差，因此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，使流動很差的超細粉末，經聚合成大的顆粒後，實現了良好的流動性能，離心霧化盤轉速為8000轉/分鐘；

3、燒結

將混合料裝入三層石墨舟皿中，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12分鐘/舟，燒結溫度為950℃(一帶)；1150℃(二帶)；晶粒生長抑制劑與納米晶碳化鎢可選擇性地在低於晶粒生長溫度之下進行熱處理，從而更有效地使晶粒生長抑制劑加以彌散，並形成超細材料，其中晶粒生長抑制劑均勻地分佈於晶粒的晶界；

4、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65kg、20-53微米130kg，生產過程金屬損失約5kg(2.5％)，其松裝比重為4.9-5.1g/cm3。

新型WC-12Co熱噴塗粉末流動性好，加熱性能優秀，製備的塗層具有優秀 的硬度指標，同時具有一定的韌性。根據實際資料，採用這種新型熱噴塗粉末與常規熱噴塗粉末進行噴塗對比，在獲得同樣的硬度時，這種新型熱噴塗粉末的韌性經比常規粉末高4％； 當調整參數將硬度提高3.06％時，新型熱噴塗粉末的韌性指標僅降低2.11％；常規格粉末的硬度提高2.4％時，其斷裂韌性指標降低8.6％；。因此該粉末適用於製備耐磨損要求較高，且需要具備一定韌性要求的塗層。

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