a，送粉速率为65g/min，氮气流量为12L/min，氮气压力为1.2MPa，喷涂距离为390mm，获得抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层。
[0027]该涂层厚度为220μπι，涂层的孔隙率为0.31%;涂层的平均显微硬度为1320服0.2;850 0C下退火处理后，复合涂层的结合强度为80MPa，复合涂层的磨蚀失重为OCr 13Ni5Mo高强不锈钢的0.10倍。经过退火处理的复合涂层仍表现出良好的抗磨蚀性能。
[0028]对比例I
[0029]调整纯Re粉末的掺入量为lwt%，其余步骤与实施例1中步骤均相同，制得碳化钨基复合涂层，该涂层厚度约为225μπι，涂层的孔隙率为0.41%;涂层的平均显微硬度为1250HV0.2; 850°C下退火处理后，涂层完全脱落。
[0030]实施例2
[0031]在粉末粒度为5?15μπι WC-9Co-5Cr-lNi粉末中掺杂6.5wt%的纯Re粉末，在球磨机内混合18小时，实现复合配方粉末的均匀化，混合粉末粒度为5?45μπι。
[0032]将上述粉末平铺，放在保温箱内进行烘干，保温温度为100°C，烘干时间为2小时，得到复合粉末。
[0033]用酒精将基材表面清洗干净，并放于保温箱内35°C烘干，除去其表面油渍污物。喷砂处理采用上述方式。
[0034]采用高焓等离子喷涂本例中的复合粉末，喷枪功率为90kW，氩气流量为290SCFH(立方英尺/小时)，氮气流量为110SCFH(立方英尺/小时)，氢气流量为90SCFH(立方英尺/小时)，送粉速率为70g/min，喷涂距离130_，获得抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层。
[0035]本例制得的涂层厚度为230μπι，涂层的孔隙率为0.49%;涂层的平均显微硬度为1315HV0.2; 800 °C下退火处理后，复合涂层的结合强度为8 IMPa以上;复合涂层的磨蚀失重为0Crl3Ni5Mo高强不锈钢的0.11倍。经过退火处理的复合涂层仍表现出良好的抗磨蚀性會K。
[0036]对比例2
[0037]调整纯Re粉末的掺入量为3.5wt%，其余步骤与实施例2中步骤均相同，制得碳化钨基复合涂层，该涂层厚度约为220μπι，涂层的孔隙率为0.44%；涂层的平均显微硬度为1285HV0.2;800°C下退火处理后，复合涂层约占面积65%脱落，剩余未脱落部分结合力不超过25MPa。
[0038]实施例3
[0039]在粉末粒度为15?45μπι WC-10Co-4Cr_lCe粉末中掺杂7.8wt%的纯Re粉末，在球磨机内混合20小时，实现复合配方粉末的均匀化，混合粉末粒度为5?45μπι。
[0040]将上述粉末平铺，放在保温箱内进行烘干，保温温度为85°C，烘干时间为2小时，得到含Re的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合粉末。
[0041]用酒精将基材表面清洗干净，并放于保温箱内45°C烘干，除去其表面油渍污物。喷砂处理采用上述方式。
[0042]采用超音速火焰喷涂本例中的复合粉末，煤油流量为30L/h，煤油压力为1.8MPa，氧气流量为890L/min，氧气压力为2.1MPa,送粉速率为78g/min，氮气流量为14L/min,氮气压力为1.2MPa，喷涂距离为400mm。随后采用高焓等离子喷涂对涂层进行重熔，喷枪功率为96kW，氩气流量为350SCFH(立方英尺/小时)，氮气流量为120SCFH(立方英尺/小时)，氢气流量为100SCFH(立方英尺/小时)，喷涂距离130mm，在基材表面获得抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层。
[0043]本例中涂层厚度为230μπι，涂层的孔隙率为0.33%;涂层的平均显微硬度为1375HV0.2;650°C下退火处理后，复合涂层的结合强度为88MPa，复合涂层的磨蚀失重为0Crl3Ni5Mo高强不锈钢的0.09倍。经过退火处理的复合涂层仍表现出良好的抗磨蚀性能。
[0044]对比例3
[0045]调整纯Re粉末的掺入量为2.0wt%，其余步骤与实施例3中步骤均相同，制得碳化钨基复合涂层，该涂层厚度约为210μπι，涂层的孔隙率为0.35%;涂层的平均显微硬度为1300HV0.2;650°C下退火处理后，复合涂层约占面积45%脱落，剩余未脱落部分结合力不超过3IMPa。
【主权项】
1.一种含Re的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合粉末，其特征在于，其成分组成为金属粘结剂包覆碳化钨:90?95wt %、Re粉:5?1wt 所述的金属粘结剂包覆碳化钨为WC-1OCo-4Cr、WC-9Co-5Cr-lN1、WC10Ni5Cr 或 WC-10Co-4Cr-lCe，其中 WC 颗粒的尺寸为 1-1Oym 或者 40-1OOnm;所述的Re粉纯度不低于99.99%，颗粒度为40-60nm;所述的含Re的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合粉末的颗粒尺度为5-45μηι。2.—种抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层，其特征在于，是以权利要求1所述的复合粉末为原料，采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂该原料直接形成的涂层;或采用超音速火焰喷涂或等离子喷涂该原料后，再经高焓等离子重熔获得的涂层，所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层厚度为200?300μπι。3.如权利要求2所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤: 1)将金属粘结剂包覆碳化妈粉末中添加5?IOwt %的纯Re粉末，在球磨机内混合15?20小时，使粉末充分均匀化； 2)将上述混合后的粉末平铺，放在保温箱内进行烘干，保温温度为80?100°C，烘干时间为I?2小时，得到复合粉末； 3)用丙酮或酒精对中碳钢或合金钢基材表面进行清洗，除去其表面油渍污物，放于保温箱内35?45°C烘干;再采用空气动力喷砂方法对上述喷涂基体表面进行除锈和毛化，喷砂处理选用30?50目白刚玉或棕刚玉，喷砂时压缩空气的压力为0.3?0.5MPa，喷砂距离为120?150mm，喷砂角度为70°?85° ； 4)以步骤2)的复合粉末为原料，采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂对基体表面进行喷涂，控制涂层厚度为200?300μπι，获得抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层;或者采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂对基体表面进行喷涂后，再进行高焓等离子重熔处理，控制涂层厚度为200?300μπι，得到抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层。4.如权利要求3所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层的制备工艺，其特征在于，所述的金属粘结剂包覆碳化钨为 WC-10Co-4Cr、WC-9Co-5Cr-lN1、WC10Ni5Cr 或 WC-10Co-4Cr-1Ce05.如权利要求4所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层的制备工艺，其特征在于，所述的金属粘结剂包覆碳化钨中WC颗粒的尺寸为l-ΙΟμπι或者40-100nm。6.如权利要求3所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层的制备工艺，其特征在于，所述的金属粘结剂包覆碳化钨粉末的粒度为5_45μπι。7.如权利要求3所述的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层的制备工艺，其特征在于，所述的Re粉纯度不低于99.99%,颗粒度为40-60nm。
【专利摘要】本发明公开了一种含Re的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合粉末，其成分组成为金属粘结剂包覆碳化钨粉末：90～95wt％、Re粉：5～10wt％；以该复合粉末为喷涂原料，采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂该原料，形成抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层；或采用超音速火焰喷涂或等离子喷涂该原料后，再经高焓等离子重熔成型，获得抗高温碳化钨基金属陶瓷复合涂层。本发明采用在碳化钨基金属陶瓷涂层中掺杂铼元素，形成W-Re等相，可显著提高碳化钨基金属陶瓷涂层的抗高温性能，使其工作温度提高200-300℃，从而解决转轮退火处理过程中的涂层失效问题。
【IPC分类】C23C4/134, C23C4/06, C22C29/08, C23C4/129
【公开号】CN105648296
【申请号】
【发明人】吴燕明, 陈小明, 周夏凉, 赵坚, 伏利, 毛鹏展
【申请人】水利部杭州机械设计研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月23日