专利名称：一种强化铸钢表面性能的wc -聚氨酯复合涂层的制备方法
技术领域：
本发明属于金属材料表面强化处理技术，特别提供一种在铸钢表面复合涂层的制备方法，具体为一种强化铸钢表面性能的WC -聚氨酯复合涂层的制备方法。
背景技术：
由于铸钢所特有高强度、、耐磨、耐腐、耐热、低温性、加工制造性、寿命长、可回收等优点，而被广泛应用于工业、农业、国防和人们日常生活的各个领域，被认为是很有发展潜力的金属材料。铸钢材料表面在运行有段时间后，会存在一定的磨损，从而影响设备运行的稳定性和安全性，选择合理的表面处理技术提高铸钢表面的强度、硬度和耐磨等性能是表面技术工作者亟待解决的问题。目前，常见的铸钢表面处理方法有激光表面淬火、表面堆焊表面热喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和超音速喷涂等。激光表面淬火和表面堆焊材料成本高；表面热喷涂预处理涂层加工困难，涂层与基体结合差，涂层易疲劳剥落；等离子熔覆工艺不好控制，生产成本高，从工业实用化的角度来看，尚需作进一步的深入研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种强化铸钢表面性能的WC -聚氨酯复合涂层的制备方法，制备的复合涂层材料具有较高的硬度和耐磨性，并且涂层表面光洁度高，不仅可用于一般磨损面，而且还可用于精密零部件配合部位的耐磨蚀处理，使铸钢表面的结合强度、耐磨性和耐磨性大大提高，延长了使用寿命。本发明采用以下技术方案:
一种强化铸钢表面性能的WC - 聚氨酯复合涂层的制备方法，具体步骤如下:
第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行熔覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2000-2500W，输出电压为180 220V，放电频率为800-2000HZ，结合强度大于350MP ；
第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。作为优选，所述WC涂层厚度为20 30 μ m。作为优选，所述聚氨酯涂层厚度为l_2mm。本发明的有益效果为:
1、本发明采用熔覆-喷涂设备，以铸钢件为熔覆对象，在大气条件下，使用氩气作为保护气体，使用具有高强度、高耐磨性的WC作为电极材料，熔覆在铸钢材料表面，形成了一层与基体冶金结合的合金层。2、本发明所采用的熔覆-喷涂工艺方法不会使铸钢材料产生热变形。熔覆后的铸钢表面复合涂层致密、均匀，WC涂层厚度可达到20 30 μ m，聚氨酯涂层厚度可达l-2mm。表面硬度和耐磨性都有很大的提高，延长使用寿命。
3、在铸钢表面进行热熔覆，熔覆涂层的厚度、耐磨性等与熔覆的功率、电压、频率等操作因素相关，因此可以通过对熔覆参数的适当调节，选择最佳工艺参数提高涂层的性倉泛。4、本发明所采用的工艺方法不需要特殊、复杂的处理装置和设施，表面强化处理费用较低，而且操作方便，表面复合涂层制备参数易于控制和达到。该复合涂层具有较高的硬度和耐磨性，并且涂层表面光洁度高，不仅可用于一般磨损面，而且还可用于精密零部件配合部位的耐磨蚀处理。该技术可以广泛用于钢铁、冶金等各个行业。5、本发明与其它金属表面处理技术相比，设备简单、操作方便。制备的复合涂层材料具有较高的硬度和耐磨性，并且涂层表面光洁度高，不仅可用于一般磨损面，而且还可用于精密零部件配合部位的耐磨蚀处理。使铸钢表面的结合强度、耐磨性和耐磨性大大提高，延长了使用寿命。
具体实施方式
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以下用实施例对本发明作进一步的详细说明:
实施例1:
第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体氩气保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2000W，输出电压为180V，放电频率为800HZ，结合强度大于350MP。WC涂层厚度为30 μ m0第二步，在WC涂层上刷粘 接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。聚氨酯喷涂表面光洁度可达▽ 7，喷涂厚度为2 mm。铸钢表面硬度和耐磨性都有很大的提高,延长使用寿命。WC涂层与基体冶金结合，结合强度大于350MP，显微硬度大于1500HV，聚氨酯涂层与WC之间的结合强度大于20MPa，硬度为邵氏硬度80HA，复合涂层表面光洁度可达▽ 7。实施例2:
第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2500W，输出电压为220V，放电频率为2000HZ，结合强度大于350MP ;WC涂层厚度为20 μ m0第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。聚氨酯喷涂表面光洁度可达▽ 7，喷涂厚度为I mm。铸钢表面硬度和耐磨性都有很大的提高,延长使用寿命。WC涂层与基体冶金结合，结合强度大于370MP，显微硬度大于1580HV，聚氨酯涂层与WC之间的结合强度大于25MPa，硬度为邵氏硬度80HA，复合涂层表面光洁度可达▽ 7。实施例3:
第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2100W，输出电压为200V，放电频率为1000HZ，结合强度大于350MP ；WC涂层厚度为22 μ m。第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。聚氨酯喷涂表面光洁度可达▽ 7，喷涂厚度为1.3 mm。
铸钢表面硬度和耐磨性都有很大的提高，延长使用寿命。WC涂层与基体冶金结合，强度大于360MP，显微硬度可达1690HV，聚氨酯涂层与WC之间的结合强度大于28MPa，硬度为邵氏硬度80HA，复合涂层表面光洁度可达▽ 7。实施例4:
第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2200W，输出电压为220V，放电频率为1200HZ，结合强度大于350MP ；WC涂层厚度为28 μ m。第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。聚氨酯喷涂表面光洁度可达▽ 7，喷涂厚度为1.5 mm。铸钢表面硬度和耐磨性都有很大的提高，延长使用寿命。WC涂层与基体冶金结合，强度大于365MP，显微硬度大于1610HV，聚氨酯涂层与WC之间的结合强度大于30MPa，硬度为邵氏硬度80HA，复合涂层表面光洁度可达▽ 7。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种强化铸钢表面性能的WC -聚氨酯复合涂层的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: 第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为:输出功率为2000-2500W，输出电压为180 220V，放电频率为800-2000HZ，结合强度大于350MP ； 第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。
2.根据权利要求1所述的一种强化铸钢表面性能的WC-聚氨酯复合涂层的制备方法，其特征在于:所述WC涂层厚度为20 30 μ m。
3.根据权利要求2所述的一种强化铸钢表面性能的WC-聚氨酯复合涂层的制备方法，其特征在于:所述聚氨酯涂层 厚度为l_2mm。
全文摘要
本发明公开了一种强化铸钢表面性能的WC-聚氨酯复合涂层的制备方法，具体步骤如下第一步，以WC为阳极，以铸钢基材作为阴极，在惰性气体保护下，在铸钢表面采用WC进行涂覆处理；处理前，对强化修复区域先进行预处理；涂覆处理的工艺参数为输出功率为2000-2500W，输出电压为180～220V，放电频率为800-2000HZ，结合强度大于350MP；第二步，在WC涂层上刷粘接剂，停留7小时，再喷涂硬度为80HA的聚氨酯弹性体材料，固化5-7天。本发明制备的复合涂层材料具有较高的硬度和耐磨性，并且涂层表面光洁度高，不仅可用于一般磨损面，而且还可用于精密零部件配合部位的耐磨蚀处理，使铸钢表面的结合强度、耐磨性和耐磨性大大提高，延长了使用寿命。
文档编号C23C24/10GK103088338SQ20131004442
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者张瑞珠, 卢伟, 刘晓东, 张洁溪, 赵元元, 徐国防 申请人:华北水利水电学院