表面熔覆碳化钨覆层方法

在机械零部件和工程构件的长期使用中，金属材料的磨损和腐蚀会严重导致其功能失 效，给生活与生产带来隐患。腐蚀将会导致金属零部件材料的大量损失，磨损则在机械应用中导致重要运动部件的裂纹萌生、相互粘结等，成为运动零部件失效的主 要形式之一，在损耗材料的同时，也浪费了大量资源，造成了非常严重的经济损失。

碳化钨是一种众所周知的抗磨损材料，长期以来，人们从实际应用出发，对碳化钨材料进行大量研究，尤其对其高温摩擦学性能的研究取得了一定的成果，被认为是应用范围最广、开发和应用前景最大的一类金属基复合材料，国外目前已用于航空、航天、军械、汽车、农机、电子、体育等行业。

在金属基材表面熔覆碳化钨一般采用热喷涂的工艺，等离子喷涂，爆炸喷涂、PVD或CVD等。工艺较多，本文介绍一种在金属基材表面熔覆碳化钨覆层的方法，包括以下步骤：

1.镍基碳化钨组分重量百分比为：镍基合金粉末35％，碳化钨65％，碳化钨粉末粒度大小为30～50μm，镍基合金粉末的粒度大小50～100μm。

2.将上述金属粉末置于球磨混料机中混合均匀，混合时间3h。

3.在混合好的金属粉末中加入质量为金属粉末质量5％的聚四氟乙烯粉末，搅拌后在球磨混料机中混合均匀，混合时间为3h，然后在多辊轧机上将粉末轧制成扁平布状，得到布状碳化钨覆层。

4.将钢基材用机加工磨床磨平后，用砂纸将其打磨光洁，分别用酒精和丙酮溶液清洗表面去除油污，并用干燥箱烘干。

5.将布状碳化钨覆层用强力胶黏剂粘在基材表面，胶黏剂在覆层和基材之间涂抹均匀且轻薄，厚度不超过0.1mm。

6.将粘结好的覆层和基材放入真空热处理熔烧炉内抽真空，除去复合粘结涂层中的粘结剂和水分，同时预热干燥样品，避免水分残留在高温下与涂层或基体反应，真空度要求10Pa以下，温度要求达到330℃，升温速率2℃/min，保温时间5h。

7.以5℃/min升温速率加热升温到800℃，第二阶段升温速率3℃/min，升温至 熔烧温度1150℃，在该温度保温8min。

8.随炉冷却，冷却至150℃后，取出空冷后，再将覆层件进行调质处理，工艺包括：淬火温度840℃(水淬)，高温回火560℃， 保温1h然后出炉水冷。

9.经测试所得覆层的厚度为2mm，孔隙率为0.3％，硬度为65HRA，覆层与 基材之间存在连续固溶扩散层，界面结合强度大于200MPa。

在金属基材表面制得的碳化钨合金覆层既有较高的硬度(硬度可以达到60HRC以上，孔隙率低于0.5％)、又有优异的耐磨性和耐腐蚀性，特别适用于提高金属工件的表面硬度和耐磨性，满足军工、海工、机械、汽车、航空航天、化工等领域的需求。工艺简单易行，并适用于复杂 形状的金属件。

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