【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化钨合金防护层，具体涉及一种mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层及其制备方法和在汽车前稳定杆中的应用。
技术介绍
1、60si2mn弹簧钢为应用广泛的硅锰弹簧钢，其强度、弹性和淬透性较55si2mn稍高。60si2mn弹簧钢在工业上用于制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧，也适于制作工作温度在250℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧以及汽车减震系统等，如汽车、机车、拖拉机的板簧、螺旋弹簧，汽缸安全阀簧及一些在高应力下工作的重要弹簧、磨损严重的弹簧。
2、60si2mn弹簧钢的化学成分如表1所示，其力学性能为：抗拉强度σb(mpa)≥1274(130)，屈服强度σs(mpa)≥1176(120)，伸长率δ10(％)≥5，断面收缩率ψ(％)≥25。表160si2mn弹簧钢的化学成分(wt.％)
3、
4、汽车前稳定杆又称防倾杆，是汽车悬架中的一种辅助弹性元件。它的作用是防止车身在转弯或经过颠簸路面时发生过大的横向侧倾。
5、目前常采用在汽车前稳定杆外表面喷涂碳化钨涂层的方式增加其寿命，但在长时间运行条件下，依然会出现较严重的磨粒磨损等问题，不仅降低了作业效率，能耗增加、作业质量下降，同时也增加了成本，因此，本专利技术通过研发在60si2mn钢表面制备熔覆层，以提高60si2mn钢表面的耐磨等性能，以延长其使用寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足之处，
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，制备于60si2mn表面，熔覆层中mo元素的掺杂量为2.5-20wt.％。
4、该熔覆层厚度为1.0-3.0mm。
5、该熔覆层的显微硬度hv为530-630，且熔覆层显微硬度随着mo掺杂量的增加而增加，同时熔覆层截面的显微硬度随着与60si2mn表面距离的增加而降低。
6、该熔覆层的弹性模量为205gpa-280gpa，纳米硬度为5.2-6.5gpa；熔覆层的弹性模量与纳米硬度相比于未添加mo元素的熔覆层均有提高，且随着mo元素掺杂量的增加，熔覆层的弹性模量及纳米硬度也呈上升趋势。
7、该熔覆层在载荷20n时摩擦系数为0.30-0.41，质量磨损量为7.60mg-13.5mg；该熔覆层在载荷25n时的摩擦系数为0.30-0.42，质量磨损量为8.50mg-14.50mg；在同种载荷下，随着fe含量的增加，该熔敷层的摩擦系数和质量磨损量逐渐降低。
8、该熔覆层均含有fe0.64ni0.36和momc，还含有crxcy、moni、moo、mo1.24ni0.76、fe6w6c、wc、fe3mo中的一种或几种；所述crxcy中，x：y范围为7:3-3:2；momc中m＝1～1.5。
9、该熔覆层中，随mo含量的增加，c元素含量逐渐减少。
10、所述的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层的制备方法，包括如下步骤：
11、(1)原料准备：准备mo粉和镍包碳化钨合金粉末，基体为60si2mn钢；所述mo粉和镍包碳化钨合金粉末的粒度为250-350目；所述镍包碳化钨合金粉末是由ni60粉末和碳化钨粉末组成的混合粉体，其中碳化钨粉末含量为20-40wt.％，所述ni60粉末的化学成分为(wt.％)：c 0.6-1.0％，cr 14-17％，b 2.5-4.5％，si 3-4.5％，fe≤15％，ni为余量。
12、(2)将mo粉和镍包碳化钨合金粉末按所需配比混合均匀，得到混合粉末；混合过程为：将mo粉和镍包碳化钨合金粉末置于球磨机中以50-65转/分钟的速度研磨24h以上，使混合均匀，放入真空干燥箱100-130℃烘干10小时以上，备用；其中：在球磨机中高速研磨过程中，使用直径10-13mm与直径5-8mm两种规格的cr15钢球，两种规格钢球重量比例为1：(0.5-1.5)。
13、(3)采用等离子熔覆技术在60si2mn表面制备熔敷层；等离子熔覆过程为：利用等离子融覆装置的等离子焊枪喷射出的等离子束，熔融所述混合粉末，在60si2mn钢表面形成治金结合的熔覆层；等离子熔覆工艺参数为：扫描速度120-135mm/min，送粉速度5-10r/min，扫描搭接率为25-35％，电流为80-95a，离子气流量0.5-2.5l/min，送粉气流量5-10l/min，保护气流量8-12l/min，喷嘴距60si2mn表面为2-8mm；氩气为保护气。
14、该熔覆层应用于汽车前稳定杆的防护层。
15、与现有技术相比较，本专利技术具有以下有益效果：
16、1、本专利技术在60si2mn钢表面用等离子熔覆技术制备掺杂2.5-20wt.％的mo元素的镍包碳化钨合金熔敷层可提高耐磨性并显示出较高的显微硬度。
17、2、本专利技术制备的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔敷层经过xrd分析表明，熔敷层中含有大量的fe0.64ni0.36和momc，以及wc、crxcy、fe6w6c、moni等相，碳化物的存在是提高显微硬度的主要原因。
18、3、本专利技术制备的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔敷层相比60si2mn钢具有较低的摩擦系数和质量磨损量。磨损形貌显示熔覆层主要为磨粒磨损和粘着磨损，没有任何裂纹等缺陷。
19、4、本专利技术制备的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔敷层，能够显著提高熔覆层的弹性模量和纳米硬度，与未添加mo元素的熔覆层相比在显微硬度、摩擦系数、质量磨损量和弹性模量等方面均有所优化。
20、5、在汽车稳定杆材料60si2mn表面熔覆添加mo的镍包碳化钨合金复合具有更好的耐磨性，有一定程度的起到减摩耐磨的效果，可延长使用寿命。
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1.一种Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层制备于60Si2Mn表面，熔覆层中Mo元素的掺杂量为2.5-20wt.％。
2.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层厚度为1.0-3.0mm。
3.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层的显微硬度HV为530-630，且熔覆层显微硬度随着Mo掺杂量的增加而增加，同时熔覆层截面的显微硬度随着与60Si2Mn表面距离的增加而降低。
4.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层的弹性模量为205GPa-280GPa，纳米硬度为5.2-6.5GPa；熔覆层的弹性模量与纳米硬度相比于未添加Mo元素的熔覆层均有提高，且随着Mo元素掺杂量的增加，熔覆层的弹性模量及纳米硬度也呈上升趋势。
5.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层在载荷20N的摩擦系数为0.30-0.41，质量磨损量为7.60mg-13.5mg；该熔覆层在载荷25N的摩擦系数为0.30-0
6.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层均含有Fe0.64Ni0.36和MomC，还含有CrxCy、MoNi和MoO、Mo1.24Ni0.76、Fe6W6C、WC、Fe3Mo中的一种或几种；所述CrxCy中，x：y范围为7:3-3:2；MomC中m＝1～1.5。
7.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层中，随Mo含量的增加，C元素含量逐渐减少。
8.根据权利要求1-7任一所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述Mo粉和镍包碳化钨合金粉末的粒度为250-350目；所述镍包碳化钨合金粉末是由Ni60粉末和碳化钨粉末组成的混合粉体，其中碳化钨粉末含量为20-40wt.％，所述Ni60粉末的化学成分为(wt.％)：C 0.6-1.0％，Cr 14-17％，B 2.5-4.5％，Si 3-4.5％，Fe≤15％，Ni为余量。
10.根据权利要求1所述的Mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层在汽车前稳定杆60Si2Mn表面的应用，其特征在于：该熔覆层应用于汽车前稳定杆的防护层。
...【技术特征摘要】
1.一种mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层制备于60si2mn表面，熔覆层中mo元素的掺杂量为2.5-20wt.％。
2.根据权利要求1所述的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层厚度为1.0-3.0mm。
3.根据权利要求1所述的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层的显微硬度hv为530-630，且熔覆层显微硬度随着mo掺杂量的增加而增加，同时熔覆层截面的显微硬度随着与60si2mn表面距离的增加而降低。
4.根据权利要求1所述的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层的弹性模量为205gpa-280gpa，纳米硬度为5.2-6.5gpa；熔覆层的弹性模量与纳米硬度相比于未添加mo元素的熔覆层均有提高，且随着mo元素掺杂量的增加，熔覆层的弹性模量及纳米硬度也呈上升趋势。
5.根据权利要求1所述的mo掺杂的镍包碳化钨合金熔覆层，其特征在于：该熔覆层在载荷20n的摩擦系数为0.30-0.41，质量磨损量为7.60mg-13.5mg；该熔覆层在载荷25n的摩擦系数为0.30-0.42，质量磨损量为8.50mg-14.50mg；在同种载荷下，随着fe含量的增加，该熔敷层的摩擦系数和质量磨损量逐渐降低。
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