一種硬質合金塗層的製造工藝的製作方法
2023-06-13 16:38:36
專利名稱：一種硬質合金塗層的製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及表面工程技術領域，尤其是涉及硬質合金塗層的製造工藝。
背景技術：
目前在工件基體上添加硬質合金塗層的方法為用火焰加熱熔化硬質合金材料， 使之與工件基體結合在一起。這種方法的缺點是1、加熱過程中硬質合金材料冶金反應不 夠完全，導致塗層的硬度較低、耐磨性較差；2、加熱火焰強度不易控制，易造成過燒或加熱 不足；3、塗層的質量可靠性差，成品率難以保證；4、鈷基合金熔點高不易形成噴焊層；5、鐵 基合金採用火焰重熔時易發生氧化，塗層質量難以保證；6、生產製作成本高、生產效率低， 操作者作業環境差，勞動強度大；7、自動化程度低，合格產品製造的可重複性難以保證。
發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種利用電磁感應加熱熔化硬質合金塗層，使之與 工件基體材料形成冶金結合的硬質合金塗層的製造工藝，從而提高工件表面的硬度和耐磨 性，使之延長使用壽命。一種硬質合金塗層的製造工藝，其步驟如下1)、工件基體表面粗化將工件基體採用噴砂或車削螺紋處理；2)、工件基體預熱電磁感應加熱工件基體；電源功率60 lOOkw，電源頻率 2000 10000Hz，感應加熱器1 10匝線圈，加熱10 30分鐘後至150 360°C ；3)、噴塗硬質合金塗層在工件基體上噴塗硬質合金塗層，氧氣壓力0. 1 0. 5MPa,乙炔壓力0. 01 0. 05MPa,噴塗距離150 230mm，噴塗溫度為250 300°C ；4)、重熔電磁感應加熱工件；電源功率60 220kw，電源頻率2000 10000Hz，感 應加熱器1 10匝線圈，加熱至900 1150°C。本發明硬質合金塗層的製造工藝，是利用電磁感應產生渦流集膚效應發熱原理， 在工件一定深度產生熱量，通過傳導，熱量達到工件表面並傳遞給硬質合金粉末噴塗層，塗 層受熱達到冶金反應溫度開始進行冶金反應，從而實現硬質合金粉末的合金化並與工件基 體形成冶金結合。本發明的製造工藝使工件的加熱均勻性得到提高，塗層合金化反應更充 分，生成硬質相微粒含量提高，形成緻密、高硬度、高耐磨、耐蝕的硬質合金塗層。採用本發 明的工藝得到的塗層硬度比原有的火焰加熱得到的塗層硬度提高了 7 9%，塗層耐磨性 經試驗檢測可提高5 8%，塗層耐腐蝕性也有所提高。採用本發明工藝製造的工件經現場 試用後的使用壽命比用火焰加熱塗層的工件的壽命提高了 20%以上，從而減少了部件更換 率，降低了企業生產成本，提高了經濟效益。
圖1是本發明步驟4重熔時的工件位置示意圖。其中1是感應加熱器、2是工件基體、3是硬質合金塗層。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步詳細的說明。工件基體為熱連軋用輸送輥道25號無縫鋼管，輥身長1230mm，輥子直徑 0260mm ；合金材料選用鎳基硬質合金Ni60A，加熱電源採用240kw、4000Hz中頻感應電源。針對本工件，具體的硬質合金塗層的製造工藝如下1、工件基體表面粗化將工件基體採用噴砂或車削表面粗化；2、工件基體預熱電磁感應加熱工件基體；電源功率lOOkw，電源頻率4000Hz，感 應加熱器5匝線圈，加熱10分鐘工件至260°C ；3、噴塗硬質合金塗層在工件基體上噴塗硬質合金塗層，氧氣壓力0. 3MPa,乙炔 壓力0. 03MPa,噴塗距離200mm，噴塗溫度為280°C ；4、重熔電磁感應加熱工件，電源功率180kw，電源頻率4000Hz，感應加熱器5匝線 圈，加熱至1050°C。其中，步驟2工件預熱是為使噴塗到工件表面的處於半熔化狀態的合金粉末粒 子，能夠粘附到工件表面，如工件溫度太低，粉末粒子會產生驟冷而不會粘附在工件上。由以上噴塗工藝得到的鎳基硬質合金Ni60A塗層的硬度為HRC58 62，而在工 件基體材料相同的情況下，採用火焰加熱方法得到的鎳基硬質合金M60A塗層的硬度為 HRC54 57。採用本發明工藝可噴塗鎳基、鈷基及鐵基硬質合金塗層，大大提高了塗層質量及 塗層製造的穩定性和可重現性。由於加熱均勻性得到提高，在相同材質情況下，採用本發明 工藝製造的塗層硬度要比用火焰加熱得到的塗層硬度高2 3HRC，其原因是塗層合金化反 應更充分，生成硬質相微粒含量比原工藝高5%以上，因而塗層的耐磨性也隨之大大提高。 另外，在噴塗鈷基合金時，解決了用氧乙炔火焰難以熔透的難題。同時，由於等離子噴焊會 產生氮的氧化物，所以本發明工藝可替代等離子噴焊工藝，對保護環境起到了積極作用。本 發明工藝在噴塗鐵基合金時，減少了塗層的氧化，提高了塗層質量和使用性能。
權利要求
一種硬質合金塗層的製造工藝，其步驟如下1)、工件基體表面粗化將工件基體採用噴砂或車削螺紋處理；2)、工件基體預熱電磁感應加熱工件基體；電源功率60～100kw，電源頻率2000～10000Hz，感應加熱器1～10匝線圈，加熱10～30分鐘後至150～360℃；3)、噴塗硬質合金塗層在工件基體上噴塗硬質合金塗層，氧氣壓力0.1～0.5MPa，乙炔壓力0.01～0.05MPa，噴塗距離150～230mm，噴塗溫度為250～300℃；4)、重熔電磁感應加熱工件；電源功率60～220kw，電源頻率2000～10000Hz，感應加熱器1～10匝線圈，加熱至900～1150℃。
全文摘要
本發明的硬質合金塗層的製造工藝，其步驟為1)工件基體表面粗化；2)工件基體預熱電磁感應加熱工件基體；電源功率60～100kw，頻率2000～10000Hz，感應加熱器1～10匝線圈，加熱10～30分鐘後至150～360℃；3)噴塗硬質合金塗層在工件基體上噴塗硬質合金塗層，氧氣壓力0.1～0.5MPa，乙炔壓力0.01～0.05MPa，噴塗距離150～230mm，噴塗溫度為250～300℃；4)重熔電磁感應加熱工件；電源功率60～220kw，電源頻率2000～10000Hz，感應加熱器1～10匝線圈，加熱至900～1150℃。本發明的工藝形成了緻密、高硬度、高耐磨、耐蝕的硬質合金塗層。
文檔編號C23C4/12GK101864551SQ20101004655
公開日2010年10月20日 申請日期2010年1月15日 優先權日2010年1月15日
發明者張新宇, 邰召勤 申請人:安徽天一重工股份有限公司