一種復合釬涂材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種復合釬涂材料，包括依次由硬質合金涂層、釬料合金層和釬劑涂層構成的三層結構的帶狀或板狀釬涂材料體。硬質合金涂層、釬料合金層和釬劑涂層的厚度均在0.001~20mm之間調整。制備時按設計厚度軋制釬料合金帶或板，將硬質合金顆粒以冷噴涂方式噴涂到釬料合金帶或板的上表面，然后再將釬劑以熱噴涂的方式噴涂到釬料合金帶或板的下表面，制成一定尺寸的由硬質合金涂層、釬料合金層和釬劑涂層構成的復合釬涂材料。本發明專利技術釬料合金及硬質合金顆粒比例一致，可有效地保證釬涂質量的穩定、一致；實現了釬劑的定量、自動添加；釬劑采用熱噴涂方式沉積在釬料合金表面，結合牢固；制備工藝簡單，成形性好，便于存放、運輸及使用。

Composite brazing coating material and preparation method thereof

The invention discloses a composite brazing coating material, comprising three layers of banded or plate shaped brazing material bodies, which are composed of hard alloy coating, filler metal alloy layer and soldering agent coating. The thickness of cemented carbide coating, filler metal, alloy coating and brazing coating are all adjusted between 0.001~20mm. When prepared according to the design thickness of solder alloy rolled strip or sheet, hard alloy particles in cold spraying on the surface is sprayed to the solder alloy strip or sheet, and then the surface flux in the thermal spraying method to spray solder alloy strip or sheet, hard alloy coating by composite brazing, brazing alloy layer and solder coating composition made of a certain size of coating material. The invention of solder alloy and hard alloy particles in the same proportion, can effectively guarantee the quality of the braze coating stable and consistent; to achieve a quantitative and fluxes are automatically added; flux by using thermal spray deposition in the solder alloy surface, firmly combined; the preparation process is simple, good formability, convenient storage, transport and use.

【技術實現步驟摘要】
一種復合釬涂材料及其制備方法
本專利技術涉及釬涂材料，尤其是涉及一種復合釬涂材料，本專利技術還涉及該復合釬涂材料的制備方法。
技術介紹
硬質合金具有高硬度、耐磨損和耐腐蝕等優點，某些零件局部表面往往要求具有較高的耐磨性和抗腐蝕性，零件如果由整體的硬質合金制造，不但成本較高，而且在整體力學性能等方面往往又不能滿足要求。通過物理氣相沉積法(PVD)、化學氣相沉積法(CVD)、熱噴涂法、堆焊法及釬涂法等方法可以在零件表面涂覆一層硬質合金來提高零件表面的耐磨、耐腐蝕等性能。物理氣相沉法和化學氣相沉積法只能取得很薄的涂層，且價格較高，使用局限性較大；熱噴涂層是一種機械咬合的涂層，涂層與基體的結合力差；表面堆焊的加熱溫度較高，容易產生熱應力和變形，表面成形性差。釬涂層與母材系冶金結合，結合強度比熱噴涂的機械結合要高得多，同時釬涂比堆焊時的加熱溫度低，熱應力和母材性能的變化較小，且釬涂層表面光滑，施工精度高，經過少量的加工即可達到要求的精度。目前的釬涂材料由兩部分組成：一部分是釬料合金，它的熔化溫度較低，通稱低熔點組分；另一部分是熔點高的硬質合金，通稱高熔點組分。傳統的釬涂材料通常是將粉狀釬料、硬質合金顆粒、粘接劑、有機物等制備成懸浮的漿料狀釬涂材料或片狀釬涂材料，然后涂覆或粘在工件表面，為防止母材、粉狀釬料的氧化及促進釬料在硬質合金顆粒、母材表面的潤濕鋪展，釬涂過程中往往需要不斷添加釬劑，工作效率低且容易造成釬劑的大量浪費，成本較高。而且粉狀釬料氧含量較高，在釬涂過程中有機物易產生碳殘留，從而產生各種氣孔、夾雜等釬涂缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種自帶釬劑、釬料潔凈度高、釬料合金及硬質合金顆粒比例一致的復合釬涂材料，本專利技術還提供該復合釬涂材料的制備方法。為實現上述目的，本專利技術可采取下述技術方案：本專利技術所述的復合釬涂材料，包括依次由硬質合金涂層、釬料合金層和釬劑涂層構成的三層結構的帶狀或板狀釬涂材料體。所述硬質合金涂層的厚度為0.001~20mm，所述釬料合金層的厚度為0.001~20mm，所述釬劑涂層的厚度為0.001~20mm。所述硬質合金涂層中的硬質合金顆粒為碳化物、氮化物、硼化物、氧化物中的一種或多種。所述釬料合金層采用純銅、銅基、銀基、錳基、鈀基、鈦基釬料中的一種。所述釬劑涂層中的釬劑為對應的通用釬劑。本專利技術復合釬涂材料的制備方法如下：按設計的厚度軋制釬料合金帶或板，將硬質合金顆粒以冷噴涂方式噴涂到釬料合金帶或板的上表面，然后再將釬劑以熱噴涂的方式噴涂到釬料合金帶或板的下表面，制成一定尺寸的由硬質合金涂層、釬料合金層和釬劑涂層構成的復合釬涂材料。相對于由粉狀釬料、硬質合金顆粒、粘接劑、有機物等制備成的傳統懸浮漿料狀釬涂材料或片狀釬涂材料，本專利技術的優點可體現在以下幾個方面：1、本專利技術的復合釬涂材料中釬料合金及硬質合金顆粒比例一致，釬涂過程中可有效地保證釬涂質量的穩定、一致；2、本專利技術的復合釬涂材料中自帶釬劑（釬劑涂層），釬涂過程中實現了釬劑的定量、自動添加，并且釬劑采用熱噴涂方式沉積在釬料合金表面，釬劑與釬料合金結合牢固。3、本專利技術的復合釬涂材料中釬料合金層相比粉狀釬料的潔凈度高，可避免釬涂層表面產生夾雜等釬涂缺陷；4、本專利技術的復合釬涂材料中不含有機物，真空釬涂過程中可實現無炭殘留，從而避免了氣孔、夾雜等釬涂缺陷的產生；5、本專利技術的制備工藝簡單，成形性好，便于存放、運輸及使用。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。具體實施方式如圖1所示，本專利技術所述的復合釬涂材料為三層復合而成的板狀或帶狀結構，其中上層為硬質合金涂層1、中層為釬料合金層2，下層為釬劑涂層3。根據實際使用所需，硬質合金涂層1、釬料合金層2以及釬劑涂層3的厚度可在0.001~20mm之間進行調整。主要用于煤礦開采及巷道、隧道、地面開溝等工程掘進用的煤截齒，為了延長煤截齒使用壽命，通常需要在煤截齒前端表面釬涂硬質合金層，以提高其硬度和耐磨性，延長煤截齒的使用壽命，此時，所用的釬料合金層2、硬質合金涂層1及釬劑涂層3的厚度一般在0.1～1mm之間。聚乙烯塑料壓縮機成粒模板表面由于不斷受到四把旋轉的切刀刮擦，工作條件惡劣，通常需要在模板表面釬涂一層硬質合金涂層，此時所用的釬料合金層2、硬質合金涂層1及釬劑涂層3的厚度一般在1～4mm之間。硬質合金涂層鋼板是專供大面積磨損工況使用的板材產品，是在韌性、塑性很好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面釬涂一層硬質合金，這時，所用的釬料合金層2、硬質合金涂層1及釬劑涂層3的厚度一般在1～20mm之間。本專利技術復合釬涂材料中的硬質合金涂層1中的硬質合金顆粒為碳化物、氮化物、硼化物、氧化物中的一種或多種；釬料合金層2可以是純銅、銅基、銀基、錳基、鈀基、鈦基釬料中的一種，釬劑涂層3為與其對應的通用釬劑。本專利技術復合釬涂材料的制備方法如下：將釬料合金經熔煉、擠壓、軋制等工序制備成所需尺寸的帶狀或板狀，將硬質合金顆粒通過冷噴涂設備噴涂到釬料合金帶或板的上表面，然后再將對應的通用釬劑通過熱噴涂設備噴涂到釬料合金帶或板的下表面，制成一定尺寸的由硬質合金涂層1、釬料合金層2和釬劑涂層3構成的復合釬涂材料。下面通過具體實施例詳細說明本專利技術復合釬涂材料的制備方法和使用效果。實施例1釬料合金經熔煉、擠壓、軋制等工序制備成厚度0.2mm的BCu釬料帶，硬質合金以20～30目的鑄造碳化鎢粉、Co粉為原料，經攪拌球磨、噴霧造粒和真空燒結制得粉末塊體WC12Co，然后通過破碎篩分、分級控制噴涂粉末粒度為15～45μm。采用西安交通大學自主研制的CS-2000冷噴涂系統在BCu釬料帶上表面沉積硬質合金涂層0.5mm，采用PPS-3000等離子噴涂系統在BCu釬料帶下表面沉積YJ2釬劑層0.3mm，基體是Q235碳鋼，采用24目棕玉砂進行噴砂處理，然后將該釬涂材料及基體采用感應加熱方式進行釬涂。對實施例1的產品進行磨粒磨損實驗，磨粒磨損試驗在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗機上進行。釬涂后的尺寸為57mm×25.5mm×6mm。試驗載荷為20N，磨料為120號棕剛玉砂，橡膠輪轉速為100r/min，砂流量為100g/min，磨損時間為15min，涂層的磨損用失重量表示，測試結果為42mg。采用同種比例的BCu粉末、15～45μm的WC12Co粉等制備的傳統片狀釬涂材料在同種釬涂工藝及磨粒磨損試驗中的測試結果為59mg，結果表明本專利技術復合釬涂材料的耐磨性明顯高于傳統片狀釬涂材料。實施例2釬料合金經熔煉、擠壓、軋制等工序制備成厚度1mm的BCu58ZnMn釬料帶，硬質合金以20～30目的鑄造碳化鎢粉、Co粉為原料，經攪拌球磨、噴霧造粒和真空燒結制得粉末塊體WC12Co，然后通過破碎篩分、分級控制噴涂粉末粒度為15～45μm。采用西安交通大學自主研制的CS-2000冷噴涂系統在BCu58ZnMn釬料帶上表面沉積硬質合金涂層2mm，采用PPS-3000等離子噴涂系統在BCu58ZnMn釬料帶下表面沉積YJ2釬劑層0.5mm，基體是Q235碳鋼，采用24目棕玉砂進行噴砂處理，然后將該釬涂材料及基體采用感應加熱方式進行釬涂。對實施例2的產品進行磨粒磨損實驗，磨粒磨損試驗在MLG-130A型干式橡膠輪磨粒磨損試驗機上進行。釬涂后的尺寸為57mm×25.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合釬涂材料，其特征在于：它包括依次由硬質合金涂層（1）、釬料合金層（2）和釬劑涂層（3）構成的三層結構的帶狀或板狀釬涂材料體。

【技術特征摘要】
1.一種復合釬涂材料，其特征在于：它包括依次由硬質合金涂層（1）、釬料合金層（2）和釬劑涂層（3）構成的三層結構的帶狀或板狀釬涂材料體。2.根據權利要求1所述的復合釬涂材料，其特征在于：所述硬質合金涂層（1）的厚度為0.001~20mm，所述釬料合金層（2）的厚度為0.001~20mm，所述釬劑涂層（3）的厚度為0.001~20mm。3.根據權利要求1或2所述的復合釬涂材料，其特征在于：所述硬質合金涂層（1）中的硬質合金顆粒為碳化物、氮化物、硼化物、氧化物中的一種或多種。4.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘素娟，龍偉民，董博文，馬佳，朱坤，孫華為，薛行雁，趙辰豐，侯江濤，李永，劉潔，高雅，
申請(專利權)人：鄭州機械研究所，
類型：發明
國別省市：河南,41