Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von Wolframkarbid

Wolframcarbid ist eine Verbindung aus Wolfram und Kohlenstoff mit der Molekularformel WC und einem Molekulargewicht von 195,85. Es verfügt über hervorragende Eigenschaften wie einen hohen Schmelzpunkt, hohe Härte, hohe Verschleißfestigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit. Es wird häufig in Werkzeugen, Formen, in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in anderen Bereichen eingesetzt. Die Beschichtung von Metalloberflächen mit Wolframkarbid verbessert die Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit des Metalls erheblich. Gegenwärtig werden weltweit hochwertige Mähdrescher, Häcksler, Zerkleinerer und einige Schneidmesser mit Wolframkarbid beschichtet, um ihre Lebensdauer zu verlängern.

I. Wolframkarbid Beschichtung Vorbereitung Technologie:

Wolframkarbidbeschichtungen werden in erster Linie durch Verfahren wie die physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD), chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und Bogenionenplattierung.
Beim PVD-Verfahren wird ein festes Material unter Vakuumbedingungen erhitzt, wodurch es in einen gasförmigen Zustand übergeht. Die Beschichtung wird dann auf der Substratoberfläche abgeschieden und bildet eine Schicht. Zu den gängigen PVD-Verfahren gehören Magnetronsputtern, Elektronenstrahlverdampfung und Bogenionenplattieren. Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) wird ein gasförmiger Überzug unter einer bestimmten Atmosphäre zersetzt und anschließend auf der Oberfläche des Materials abgeschieden, um eine Beschichtung zu bilden. Zu den gängigen CVD-Verfahren gehören die chemische Gasphasenabscheidung, die thermische Zersetzung und das Erhitzen.

II. Merkmale von Wolframkarbidbeschichtungen:

Wolframkarbidbeschichtungen haben eine extrem hohe Härte, die im Allgemeinen HV1200 oder mehr erreicht. Diese Härte hängt von mehreren Faktoren ab:

1. Wolframkarbid-Gehalt: Ein höherer Wolframkarbidgehalt in der Beschichtung erhöht im Allgemeinen die Härte.
2. das Sprühverfahren: Unterschiedliche Sprühverfahren beeinflussen die Härte der Beschichtung. Zum Beispiel kann das Flammspritzen mit Überschallgeschwindigkeit Wolframkarbidbeschichtungen mit höherer Härte erzeugen.

3. Nachbehandlung: Eine geeignete Wärmebehandlung nach dem Sprühen kann die Mikrostruktur der Beschichtung verbessern und ihre Härte erhöhen.

III. Spritztechniken für Wolframkarbidbeschichtungen:

1. Technologie des Flammspritzens mit Überschallgeschwindigkeit
Das Flammspritzen von Wolframkarbidschichten mit Überschallgeschwindigkeit ermöglicht die schnelle Abscheidung einer harten, verschleißfesten Schicht und gilt als vielversprechende Alternative zur Hartverchromung. 2. Luftunterstütztes Flammspritzen mit Überschallgeschwindigkeit
2. Das verbrennungsunterstützte Überschallflammspritzen umfasst zwei Verfahren: Überschallsauerstoffflammspritzen und Überschallluftflammspritzen. Die Flammentemperatur liegt bei diesem Verfahren unter 2000 °C und damit weit unter der des herkömmlichen Überschallflammspritzens. Dadurch wird die Haftfestigkeit der Beschichtung erheblich verbessert, während der Oxidanteil in der Beschichtung reduziert oder sogar beseitigt wird. Ihre Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit sind denen von galvanisierten Hartchromschichten deutlich überlegen.
3. Lichtbogenspritztechnik
Bei der Lichtbogenspritztechnik werden pulverförmige Drähte und Hochgeschwindigkeitslichtbogenspritzen in einer oxidierenden Hochtemperaturumgebung zur Herstellung von Wolframkarbidbeschichtungen eingesetzt. Die daraus resultierenden Beschichtungen weisen hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften, eine hohe Haftfestigkeit, eine hohe Dichte und eine ausgezeichnete Vibrationsfestigkeit auf.
4. Plasmaspritztechnik
Die Plasmaspritztechnik bietet hervorragende Reibungs- und Verschleißeigenschaften, die zu einer dichten Struktur und hohen Haftfestigkeit führen.
5. Flammspritztechnik
Beim Sprühen wird das Pulver durch eine Wärmequelle erhitzt, und mehr als die Hälfte des Pulvers wird in halbgeschmolzenem Zustand auf das Werkstück aufgebracht. Das Umschmelzen ist der Prozess, bei dem die Pulverbeschichtung auf dem Werkstück schmilzt. Diese Technologie des Umschmelzens der Beschichtung beseitigt Poren und Oxideinschlüsse während des Sprühvorgangs und schafft eine metallurgische Verbindung mit dem Metallkörper, wodurch die Dichte und die Haftfestigkeit erheblich verbessert werden, was zu besseren mechanischen Eigenschaften des Werkstücks führt.

IV. Vorsichtsmaßnahmen beim Sprühen von Wolframkarbid:

1. Vorbehandlung der Substratoberfläche: Verwenden Sie mechanische Methoden wie Stahlwolle, ergänzt durch alkalische Reinigungslösungen, um Öl, Rost und andere Oberflächenverunreinigungen von dem Werkstück zu entfernen. Sandstrahlen und Elektroextrusion werden eingesetzt, um die mechanische Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Substrat zu verbessern und eine Oberflächenrauhigkeit von 6,3-25 zu erreichen. Nach dem Sandstrahlen und der Rostentfernung sollte das Werkstück umgehend besprüht werden, um eine Verunreinigung durch Feuchtigkeit zu verhindern.
2. Auswahl geeigneter Prozessparameter, einschließlich des Kraftstoff-Sauerstoff-Gemischverhältnisses, zur Kontrolle der Spritzqualität.
3. Wählen Sie die geeignete Gasart, Geschwindigkeit, Durchflussmenge, Einlassposition und den Winkel.
4. Wählen Sie das geeignete Wolframkarbidmaterial, einschließlich seiner Zusammensetzung, physikalischen Eigenschaften, Pulverform, Partikelgröße und Draht- oder Stabdurchmesser.
5. Wählen Sie das geeignete Spritzverfahren, einschließlich des Abstands zwischen der Spritzpistole und dem Werkstück, der Geschwindigkeit der Spritzpistole oder des Werkstücks, des Winkels zwischen der Spritzpistole und dem Werkstück und des Spritzgasmediums.

6. Die Oberfläche nach dem Sprühen sofort versiegeln und wärmebehandeln.

7. Beim Sprühen sollten Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

V. Preis und Lebensdauer von Wolframkarbidbeschichtungen:

Preis und Lebensdauer von Wolframkarbidbeschichtungen hängen von Faktoren wie Anwendung, Schichtdicke und Aufbereitungsverfahren ab. Im Allgemeinen liegt der Preis gängiger Hartmetallbeschichtungen zwischen einigen zehn und einigen hundert Stunden, während die Lebensdauer eher von Faktoren wie der Anwendung und der Beschichtungsqualität abhängt und zwischen einigen hundert und einigen tausend Stunden liegt. Bei Anwendungen wie Schneid- und Schleifwerkzeugen sind die Beschichtungen teurer und haben eine längere Lebensdauer. Bei Anwendungen wie Traktoren sind die Beschichtungen relativ billiger, haben aber eine kürzere Lebensdauer.
VI. Wartung von Wolframkarbidbeschichtungen
Die Pflege und Instandhaltung von Hartmetallbeschichtungen ist entscheidend für die Verlängerung ihrer Lebensdauer. Die folgenden Vorsichtsmaßnahmen werden allgemein empfohlen.
1. Vermeiden Sie übermäßige Belastungen der Beschichtung, die zu Oberflächenschäden wie Rissen und Abblättern führen können.
2. Vermeiden Sie den Kontakt mit Chemikalien. Obwohl die Beschichtung eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, sollte sie dennoch von Säuren, Laugen und anderen Chemikalien ferngehalten werden, um eine Beeinträchtigung der Stabilität und der mechanischen Eigenschaften der Beschichtung zu vermeiden.
3. Vermeiden Sie hohe Temperaturen. Obwohl die Beschichtung eine gute Hitzebeständigkeit aufweist, sollte sie dennoch von zu hohen Temperaturen ferngehalten werden, um ihre Härte und Stabilität nicht zu beeinträchtigen.
4. Reinigen Sie die Beschichtungsoberfläche regelmäßig, um die Ansammlung von Staub, Schmutz und anderen Verunreinigungen, die die Leistung beeinträchtigen könnten, zu vermeiden.
5. Pflegen Sie eine glatte Oberfläche, um mechanische Beschädigungen wie Kratzer und Abrieb zu vermeiden, die die Leistung beeinträchtigen könnten.

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