本發(fā)明專利技術(shù)屬于硬質(zhì)合金承燒舟皿制備領(lǐng)域，公開了一種防粘涂層及其制備方法，由涂料粉噴涂到物體表面后形成，涂料粉的組分包括氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鉻、銅、碳黑和石墨鱗片，其質(zhì)量比為80?90∶3?5∶5?8∶1?3∶1?4。還公開了一種硬質(zhì)合金承燒舟皿及其制備方法，以石墨舟為基體，在石墨舟表面覆有該防粘涂層。避免了粘舟、滲碳等情況，從而可以避免硬質(zhì)合金產(chǎn)品粘結(jié)于舟皿表面而造成涂層剝落，使得該防粘涂層的壽命大大提高；還增強(qiáng)了涂層隔離防護(hù)作用，減少噴涂層對(duì)產(chǎn)品性能的影響，尤其適用于高粘結(jié)相硬質(zhì)合金(粘結(jié)相含量達(dá)22％以上)以及中、高鈷硬質(zhì)合金。
1、在硬質(zhì)合金制備工藝中，一般采用石墨舟皿作為硬質(zhì)合金的承燒舟皿。在高溫?zé)Y(jié)條件下，硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相與舟皿間之間易發(fā)生擴(kuò)散和遷移，這種現(xiàn)象在高含量粘結(jié)相硬質(zhì)合金中尤為明顯，會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金產(chǎn)品在燒結(jié)過程中更易出現(xiàn)粘舟、滲碳、變形等缺陷。因此，需要在硬質(zhì)合金的承燒舟皿表明噴涂防粘涂層。
2、目前，普遍利用等離子噴涂工藝制備氧化鋯/氧化釔涂層，如專利文獻(xiàn)cn102744404a，但這種涂層容易脫落，使用壽命短，容易對(duì)硬質(zhì)合金產(chǎn)品帶來質(zhì)量缺陷，且需要重復(fù)噴涂防粘涂層，穩(wěn)定性低，生產(chǎn)效率低，成本高。若要實(shí)現(xiàn)大批穩(wěn)定生產(chǎn)該類硬質(zhì)合金，業(yè)內(nèi)普遍采用防粘紙作為該類合金的隔離材料，但防粘紙的價(jià)格昂貴，且也為一次性使用。
3、為了解決這一問題，技術(shù)人員通常會(huì)在氧化鋯/氧化釔涂層與舟皿間之間增加一層過渡層，以加強(qiáng)氧化鋯/氧化釔涂的附著性能，如專利文獻(xiàn)cn110643929a、cn116102365a。但是燒結(jié)高粘結(jié)相硬質(zhì)合金(粘結(jié)相含量達(dá)22％以上)時(shí)，仍會(huì)出現(xiàn)粘舟、滲碳等情況，涂層的使用壽命最多也只能達(dá)到重復(fù)燒結(jié)40次左右。即使在沒有粘舟的情況下，接觸面也容易出現(xiàn)脫碳的情況，導(dǎo)致產(chǎn)品變形，甚至造成使用時(shí)非正常破壞。而且過渡層的制備會(huì)使承燒舟皿的制備工藝更復(fù)雜，增加成本。
4、因此，需要開發(fā)一種用于超高粘結(jié)相含量以及鋼結(jié)硬質(zhì)合金用的噴涂石墨舟皿方法，并可有效解決產(chǎn)品與舟皿接觸面脫碳的方法。
/>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是，克服以上
技術(shù)介紹
中提到的不足和缺陷，提供一種用于超高粘結(jié)相含量以及鋼結(jié)硬質(zhì)合金用的噴涂石墨舟皿方法，并可有效解決產(chǎn)品與舟皿接觸面脫碳的方法。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案為：
3、一種防粘涂層，由涂料粉噴涂到物體表面后形成，所述涂料粉的組分包括氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鉻、銅、碳黑和石墨鱗片，其質(zhì)量比為80-90∶3-5∶5-8∶1-3∶1-4。
4、上述的防粘涂層，優(yōu)選的，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯中，氧化釔和氧化鋯的質(zhì)量配比為6-7∶2-3。
5、一種防粘涂層的制備方法，包括如下步驟：將氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉、碳黑和石墨鱗片混合，球磨，得到的涂料粉；將所述涂料粉噴涂到物體表面后形成防粘涂層。
6、上述防粘涂層的制備方法，優(yōu)選的，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉的純度≥99.95％，粒度為60μm-100μm；所述碳黑、石墨鱗片的純度≥99.00％。
7、優(yōu)選的，所述球磨的時(shí)間為1-3h。
8、優(yōu)選的，所述噴涂的方式包括等離子噴涂、電弧噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂中的任意一種或多種；所述等離子噴涂噴涂的參數(shù)條件如下：主氣為氬氣，主氣壓力3-6mpa，輔氣為氫氣，輔氣壓力為0.1-0.3mpa，送粉壓力為0.1-0.25mpa，噴涂距離為60-160mm。等離子噴涂等離子噴涂可通過瞬間高溫等離子體反應(yīng)進(jìn)行噴涂，能量輸入速度及功率密度高，噴涂涂層密度高、噴涂效率高。
9、優(yōu)選的，所述物體表面在噴涂前進(jìn)行加熱，加熱后溫度為150-300℃；在整個(gè)噴涂過程中，所述物體表面溫度須保持在100℃以上。預(yù)熱的目的是為了對(duì)物體表面進(jìn)行活化，去除濕氣，因?yàn)閲娡繒r(shí)噴涂粉末熔融火焰溫度達(dá)4000℃以上，舟皿緩慢冷卻，可減小噴涂后冷卻時(shí)由于舟皿和涂層的收縮不一致而造成的應(yīng)力，提高噴涂層與舟皿之間的結(jié)合強(qiáng)度。
10、本專利技術(shù)的防粘涂層，通過采用銅作為摻雜，在噴涂過程中，因其熔點(diǎn)較低，使得熔化更充分，導(dǎo)致飛行速度較慢，可以填充金屬氧化物涂層殘留的孔隙，還可滲入石墨舟皿表層，因而可有效提高涂層的致密度和平整性，并改善碳基板與噴涂層之間熱膨脹系數(shù)的不匹配性，抑制碳基舟皿基體-涂層-硬質(zhì)合金產(chǎn)品之間的元素互擴(kuò)散效應(yīng)，提高了防粘涂層的熱穩(wěn)定性，從而可以避免硬質(zhì)合金產(chǎn)品粘結(jié)于舟皿表面而造成涂層剝落，使得該防粘涂層的壽命大大提高。氧化鉻的加入，在燒結(jié)過程中會(huì)形成致密的鉻-氧-鋯的樹枝狀結(jié)構(gòu)，起到密封孔隙的作用，提高涂層致密度，進(jìn)一步防止碳基舟皿基體-涂層-硬質(zhì)合金產(chǎn)品之間的元素互擴(kuò)散。碳黑和石墨鱗片的加入，可以有效防止涂層對(duì)接觸面的脫碳作用，并且可以減少合金產(chǎn)品在燒結(jié)收縮時(shí)的摩擦力，從而提高舟皿的使用壽命。同時(shí)該防粘涂層經(jīng)多次燒結(jié)后致密性反而會(huì)進(jìn)一步提高，有效提升了涂層的穩(wěn)定性和使用壽命，提升了產(chǎn)品合格率，降低了生產(chǎn)成本；另外，該防粘涂層無(wú)有害健康的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)添加，可有效降低由于有機(jī)物質(zhì)的添加而在燒結(jié)爐內(nèi)產(chǎn)生滲碳?xì)夥諑淼男阅懿▌?dòng)，延長(zhǎng)燒結(jié)爐壽命，健康環(huán)保，環(huán)境友好。
11、一種硬質(zhì)合金承燒舟皿，以石墨舟為基體，在石墨舟表面覆有所述的防粘涂層。
12、一種硬質(zhì)合金承燒舟皿的制備方法，包括如下步驟：
13、(1)將氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉、碳黑和石墨鱗片混合，球磨，得到的涂料粉；
14、(2)將石墨舟皿進(jìn)行煅燒加熱，噴砂處理，石墨舟皿表面加熱；
15、(3)將步驟(1)得到的涂料粉噴涂到步驟(2)噴砂處理后的石墨舟皿表面，形成金屬氧化物噴涂層。
16、上述硬質(zhì)合金承燒舟皿的制備方法，優(yōu)選的，所述石墨舟皿的密度≥1.3g/cm3，煅燒溫度為1500-1600℃，煅燒時(shí)間為1-3h；采用40-100目的剛玉砂礫進(jìn)行噴砂處理，噴砂后石墨舟皿平面粗糙度為ra25-50；加熱后溫度為150-300℃，在整個(gè)噴涂過程中，所述石墨舟皿表面溫度須保持在100℃以上。噴砂處理能夠使舟皿表面粗化，有利于后續(xù)涂層與基體的結(jié)合；升溫的目的是為了去除舟皿基體表面水分，減少舟皿與涂層間熱應(yīng)力。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
18、1、本專利技術(shù)的防粘涂層，通過添加銅、氧化鉻、碳黑和石墨鱗片，有效提高涂層的致密度和平整性，并改善碳基板與工作層之間熱膨脹系數(shù)的不匹配性，抑制碳基舟皿基體-涂層-硬質(zhì)合金產(chǎn)品之間的元素互擴(kuò)散效應(yīng)，提高了防粘涂層的熱穩(wěn)定性，避免了粘舟、滲碳等情況，從而可以避免硬質(zhì)合金產(chǎn)品粘結(jié)于舟皿表面而造成涂層剝落，使得該防粘涂層的壽命大大提高。
19、2、本專利技術(shù)的防粘涂層，經(jīng)多次燒結(jié)后致密性會(huì)進(jìn)一步提高，有效提升了涂層的穩(wěn)定性和使用壽命，提升了產(chǎn)品合格率，降低了生產(chǎn)成本；另外，該防粘涂層無(wú)有害健康的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)添加，可有效降低由于有機(jī)物質(zhì)的添加而在燒結(jié)爐內(nèi)產(chǎn)生滲碳?xì)夥諑淼男阅懿▌?dòng)，延長(zhǎng)燒結(jié)爐壽命，健康環(huán)保，環(huán)境友好。
20、3、本專利技術(shù)的防粘涂層，將混合好的噴涂粉末，可直接噴涂在石墨燒舟皿表面，不需要過渡層，制備工藝簡(jiǎn)單。
21、4、硬質(zhì)合金承燒舟皿采用本專利技術(shù)的防粘涂層后，可以提高防粘涂層與舟皿的結(jié)合強(qiáng)度，降低涂層孔隙度，增強(qiáng)涂層隔離防護(hù)作用，減少噴涂層對(duì)產(chǎn)品性能的影響，尤其適用于高粘結(jié)相硬質(zhì)合金(粘結(jié)相含量達(dá)22％以上)，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種防粘涂層，其特征在于，由涂料粉噴涂到物體表面后形成，所述涂料粉的組分包括氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鉻、銅、碳黑和石墨鱗片，其質(zhì)量比為80-90∶3-5∶5-8∶1-3∶1-4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘涂層，其特征在于，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯中，氧化釔和氧化鋯的質(zhì)量配比為6-7∶2-3。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉、碳黑和石墨鱗片混合，球磨，得到的涂料粉；將所述涂料粉噴涂到物體表面后形成防粘涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉的純度≥99.95％，粒度為60μm-100μm；所述碳黑、石墨鱗片的純度≥99.00％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，所述球磨的時(shí)間為1-3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方，其特征在于，所述噴涂的方式包括等離子噴涂、電弧噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂中的任意一種或多種；所述等離子噴涂噴涂的參數(shù)條件如下：主氣為氬氣，主氣壓力3-6MPa，輔氣為氫氣，輔氣壓力為0.1-0.3MPa，送粉壓力為0.1-0.25MPa，噴涂距離為60-160mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方，其特征在于，所述物體表面在噴涂前進(jìn)行加熱，加熱后溫度為150-300℃；在整個(gè)噴涂過程中，所述物體表面溫度須保持在100℃以上。
8.一種硬質(zhì)合金承燒舟皿，其特征在于，以石墨舟為基體，在石墨舟表面覆有權(quán)利要求1或2所述的防粘涂層或由權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述制備方法得到的防粘涂層。
9.一種如權(quán)利要求8所述硬質(zhì)合金承燒舟皿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述硬質(zhì)合金承燒舟皿的制備方法，其特征在于，所述石墨舟皿的密度≥1.3g/cm3，煅燒溫度為1500-1600℃，煅燒時(shí)間為1-3h；采用40-100目的剛玉砂礫進(jìn)行噴砂處理，噴砂后石墨舟皿平面粗糙度為Ra25-50；加熱后溫度為150-300℃，在整個(gè)噴涂過程中，所述石墨舟皿表面溫度須保持在100℃以上。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種防粘涂層，其特征在于，由涂料粉噴涂到物體表面后形成，所述涂料粉的組分包括氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鉻、銅、碳黑和石墨鱗片，其質(zhì)量比為80-90∶3-5∶5-8∶1-3∶1-4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘涂層，其特征在于，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯中，氧化釔和氧化鋯的質(zhì)量配比為6-7∶2-3。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉、碳黑和石墨鱗片混合，球磨，得到的涂料粉；將所述涂料粉噴涂到物體表面后形成防粘涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，所述氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉、氧化鉻粉、銅粉的純度≥99.95％，粒度為60μm-100μm；所述碳黑、石墨鱗片的純度≥99.00％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方法，其特征在于，所述球磨的時(shí)間為1-3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述防粘涂層的制備方，其特征在于，所述噴涂的方式包括等離子噴涂、電弧噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂中的任意一種或多種；所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳建兵，黎銘，朱振忠，彭英健，謝浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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