碳化钨-钴金属陶瓷涂层粉末制备

现有应用于石油开采业、化工制造业、制药业、造纸业、印染业、冶金业、建材建造业、海洋开发、环护等领域的机械设备，所采用的金属材料为耐蚀性一般的不锈钢和钛合金，此类材料的耐磨性也不好；因受到各种化学介质、腐蚀性气体或海水等的作用的腐蚀，很容易出现恶性循环，加快了这类机械设备零部件的过早损坏。

传统采用的对金属表面镀硬铬的方法存在着工艺复杂、沉积速率低、难于沉积厚涂层、在温度达到260℃以上时镀铬层 会发生软化，导致耐磨性显著下降并镀硬铬会造成环境污染等问题。

实践认为，采用碳化钨-钴金属陶瓷的涂层可以有效的保护金属基体，但现有的碳化钨-钴金属陶瓷涂层的耐磨性和耐腐蚀性仍然亟待提升，为此，有学者对碳化钨-钴金属陶瓷涂层的制备工艺进行提升，其改进的工艺内容如下：

一种配方改进后的碳化钨-钴金属陶瓷涂层粉末，由两种不同粒度的碳化钨和钴以及微量稀土钇组成，碳化钨的质量百分比为83％，金属钴的质量百分比为16.5％，稀土氧化钇的质量百分比为0.5％。其合成步骤如下：

A、备料：

制备质量百分比为25‑58％、粒度为0.05‑0.2微米的纳米碳化钨，备好质量百分比为 25‑58％、粒度为2.0‑8.0微米的中颗粒碳化钨；

B、混料：

首先依据工艺要求，向球磨设备加入步骤A的纳米碳化钨、中颗粒碳化钨和质量百分比 为16.5％钴粉，然后加入占原料质量百分比为25％的去离子水及质量百分比为 2.0％的聚乙烯醇进行混料，球磨时间为22‑28小时，加入质量百分比为0.5％的晶粒生长抑制剂氧化钇；

C、造粒：

采用开放式离心喷雾干燥塔进行干燥造粒，得到球形混合料，离心雾化盘转速为 8000‑12000转/分钟；

D、烧结：

将混合料装入石墨舟皿中，置于钼丝炉中，在氢气保护气氛中进行连续烧结，推舟速度 为9‑12分钟/舟，烧结温度为950‑1250℃；

E、破碎分级：

烧结后的过程产品采用机械方式破碎，并根据粒度分布区间采用过筛或气流分级的方式 得到最终产品热喷涂粉末，其中粒度规格为15‑45微米，松装密度为4.0‑5.8g/cm³。

将改进后的碳化钨-钴金属陶瓷涂层粉末应用于超音速火焰喷涂(HVOF)技术、氧-乙炔 堆焊技术、熔化极氩弧焊(MIG)堆焊技术、埋弧堆焊技术、亚音速喷涂技术、爆炸喷涂技术或等离子熔-喷等技术，因为掺加稀土对涂层材料进行处理，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使碳化钨/钴系涂层材料显微硬度提高了42％，弹性模量提高了 6.2％～14.9％，从而整体提高材料表面的耐磨性能，同时也对提高改性层地综合力学性能有显著的作用。

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