一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法，涉及表面防护技术领域，包括碳化钨颗粒增强相和非晶复合材料基体粘结相；非晶复合材料为含有一定比例非晶相和晶体相组成的粘结相；其制备方法为通过气雾化技术，制得一定外径的非晶复合粉末，对基体碳钢管进行喷砂处理，用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰，将碳化钨颗粒和非晶复合粉末进行机械混合后，采用同步送粉装置，转运至光纤激光器进行激光熔覆制备复合涂层。本发明专利技术采用激光熔覆碳化钨颗粒增强非晶复合涂层对刀片表面进行强化处理，有效延长了刀片使用寿命，降低磨损。降低磨损。

【技术实现步骤摘要】
一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及表面防护
，特别涉及一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]农机具大多是露天作业，切割粉碎刀片经常与土壤、砂石、作物秸秆及根块等接触，所以磨损非常严重。在农机具刃类零件中，如茎秆粉碎刀、割草机刀片和玉米前切刀等都是典型的农机具刃类易损件，我国每年用于制造农机具配件的钢材占农机用钢总数的一半。农机具粉碎刀片变钝到刃口厚度大于0.5mm以后，粉碎作业质量下降，工作效率降低，耗油量增加。农机具刃类零件的磨损问题已经得到国内外专家学者的广泛关注和研究，但是该问题的解决涉及多门学科和多种因素，需要考虑农机具所处的工况、磨损的类型、合理的选材和热处理工艺等多方面的因素。
[0003]非晶态是与晶态相区别的一类结构状态，其原子或分子的空间排列不具备长程有序，只是由于原子间的相互关联作用，使其在数个原子间距的小区域内仍然保持着某些短程有序特征。非晶材料由于其独特的结构特点，具有非晶合金的力学、物理和化学性能有许多优点，诸如高强度、硬度、耐磨性、耐蚀性以及优异的钎焊浸润性能等。近年来，随着非晶复合涂层成分的发现及涂层制备技术的发展，人们越来越关注非晶复合涂层优异的耐磨损特性。碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物，具备优良的耐磨损性能，被广泛用作超硬刀具材料、耐磨材料。
[0004]农机具的切割粉碎刀片在高速旋转作业过程中磨损严重，刀片材质通常为淬火的锰钢，耐磨性能一般，无法支撑一个完整的收割季，如何增强农具刀片的耐磨损就成了亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]针对以上缺陷，本专利技术的目的是提供一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法，大幅度提高农机具刀片的服役寿命，降低农机具刀片部件的维修费用和对原材料的消耗，为农业节能降耗开辟新途径。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层，包括碳化钨颗粒增强相和非晶复合材料基体粘结相；所述非晶复合材料为含有一定比例非晶相和晶体相组成的粘结相。
[0007]一种上述农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1、通过气雾化技术，制得外径20~55μm的非晶复合粉末；步骤2、以碳钢管为基体，激光熔覆前对基体碳钢管进行喷砂处理，用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰；步骤3、将碳化钨颗粒和非晶复合粉末进行机械混合后，采用同步送粉装置，转运至光纤激光器进行激光熔覆制备复合涂层。
[0008]优选地，所述步骤1中，增强相中碳化钨颗粒外形是球形或者不规则多边形，粒径20~200μm，更优选为50~150μm，填充比例为10~80%，更优选为0%~60%；非晶复合粉末为粘结相，其中非晶相含量为10~60%，其余为晶体相。
[0009]优选地，所述步骤1中，非晶复合材料中的成分重量百分比为Ni:40~70%，Cr:10~30%，Si:3~6%，B:2~5%，Fe:3~15%；更优选为Ni:60~70%，Cr:15~25%，Si:3~6%，B:2~5%，Fe:3~10%。
[0010]优选地，所述步骤2中，喷砂砂料为白刚玉或石英砂。
[0011]优选地，所述步骤3中，高速激光熔覆头焦距为150mm，激光枪头移动速度为1~3cm/s；厚度为0.2~0.8mm，更优选为0.2~0.5mm；涂层平均维氏硬度大于600 HV。
[0012]采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用激光熔覆碳化钨颗粒增强非晶复合涂层优良的耐磨性能，并首次提出利用激光熔覆碳化钨颗粒增强非晶复合涂层局部强化防护技术用于农机具刀片的方法，有效减轻刀片的磨损问题，经济效益显著。
[0013]2、本专利技术制备工艺简单，成本低，自动化程度高，适合在线作业，满足大规模生产与维护的需求；激光熔覆碳化钨颗粒增强非晶复合涂层最大限度的提高了涂层质量，增强涂层整体防磨损性能，有效延长涂层使用期限。
附图说明
[0014]图1是本专利技术一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层的扫描电镜照片；图2是本专利技术一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层的X射线衍射图。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术提供的一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。在本专利技术中，如无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0016]实施例1步骤1、通过气雾化技术，制得外径20μm的非晶复合粉末，该非晶复合成分为Ni:60%，Cr:15%，Si:3%，B:2%，Fe:3%；碳化钨颗粒的尺寸为50μm，碳化钨颗粒填充比例为50%。
[0017]步骤2、激光熔覆前对基体碳钢管进行严格的进行喷砂处理，砂料为白刚玉或石英砂，然后用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰。
[0018]步骤3、涂层设备采用光纤激光器，采用高速激光熔覆头，焦距为150mm，激光枪头移动速度为1cm/s。涂层厚度为0.2mm。
[0019]实施例2步骤1、通过气雾化技术，制得外径35μm的非晶复合粉末，该非晶复合成分为Ni:65%，Cr:20%，Si:4.5%，B:4%，Fe:7%；碳化钨颗粒的尺寸为100μm，填充比例为55%。
[0020]步骤2、激光熔覆前对基体碳钢管进行严格的进行喷砂处理，砂料为白刚玉或石英砂，然后用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰。
[0021]步骤3、涂层设备采用光纤激光器，采用高速激光熔覆头，焦距为150mm，激光枪头移动速度为2cm/s。涂层厚度应达到0.35mm。
[0022]实施例3步骤1、通过气雾化技术，制得外径55μm的非晶复合粉末，该非晶复合成分为Ni: 70%，Cr: 25%，Si3~6%，B: 5%，Fe: 10%；碳化钨颗粒的尺寸为150μm，碳化钨颗粒填充比例为60%。
[0023]步骤2、激光熔覆前对基体碳钢管进行严格的进行喷砂处理，砂料为白刚玉或石英砂，然后用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰。
[0024]步骤3、涂层设备采用光纤激光器，采用高速激光熔覆头，焦距为150mm，激光枪头移动速度为3cm/s。涂层厚度应达到0.5mm。
[0025]将实施例1~3制备的农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层进行质量检测，检测结果如下表所示：编号平均硬度（HV）碳化钨含量实施例1102050%实施例2113055%实施例3135060%本专利技术不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层，其特征在于，包括碳化钨颗粒增强相和非晶复合材料基体粘结相；所述非晶复合材料为含有一定比例非晶相和晶体相组成的粘结相。2.一种如权利要求1所述的农具刀片用碳化钨颗粒增强非晶复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过气雾化技术，制得外径20~55μm的非晶复合粉末；步骤2、以碳钢管为基体，激光熔覆前对基体碳钢管进行喷砂处理，用高压气吹扫钢管外表面，去除表面的浮灰；步骤3、将碳化钨颗粒和非晶复合粉末进行机械混合后，采用同步送粉装置，转运至光纤激光器进行激光熔覆制备复合涂层。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永田，冯兵，李佳，王广超，王丹，张鹏，
申请(专利权)人：王永田，
类型：发明
国别省市：