Proceso de tratamiento de revestimiento de superficies de carburo de tungsteno

Carburo de tungsteno es un compuesto formado por wolframio y carbono con una fórmula molecular de WC y un peso molecular de 195,85. Posee excelentes propiedades como un alto punto de fusión, alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta resistencia a la corrosión. Se utiliza ampliamente en herramientas, moldes, industria aeroespacial, automoción y otros campos. La aplicación de carburo de tungsteno como recubrimiento a superficies metálicas mejora significativamente la dureza, la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas del metal. Actualmente, las cosechadoras de alta gama, las picadoras de forraje, las picadoras, las trituradoras y algunas cuchillas de corte de todo el mundo utilizan recubrimientos de carburo de tungsteno para prolongar su vida útil.

I. Tecnología de preparación de recubrimientos de carburo de tungsteno:

Los recubrimientos de carburo de wolframio se preparan principalmente mediante técnicas como la deposición física de vapor (PVD), la deposición química de vapor (CVD), y el metalizado iónico por arco.
El PVD consiste en calentar un material sólido en condiciones de vacío, provocando su sublimación en estado gaseoso. A continuación, se deposita sobre la superficie del sustrato para formar un revestimiento. Entre las técnicas habituales de PVD se encuentran el pulverizado por magnetrón, la evaporación por haz de electrones y el metalizado iónico por arco. La deposición química en fase vapor (CVD) consiste en descomponer un revestimiento gaseoso en una atmósfera específica, que luego se deposita sobre la superficie del material para formar un revestimiento. Entre las técnicas de CVD más comunes se encuentran la deposición química en fase vapor, la descomposición térmica y el calentamiento.

II. Características de los recubrimientos de carburo de tungsteno:

Los recubrimientos de carburo de wolframio tienen una dureza extremadamente alta, que generalmente alcanza HV1200 o superior. Esta dureza depende de varios factores:

1. Contenido de carburo de wolframio: Un mayor contenido de carburo de wolframio en el revestimiento aumenta generalmente la dureza.
2.Proceso de pulverización: Los distintos procesos de pulverización afectan a la dureza del revestimiento. Por ejemplo, la pulverización con llama a velocidad supersónica puede producir revestimientos de carburo de tungsteno con mayor dureza.

3. Tratamiento posterior: Un tratamiento térmico adecuado tras la pulverización puede mejorar la microestructura del revestimiento y aumentar su dureza.

III. Técnicas de pulverización para recubrimientos de carburo de tungsteno:

1. Tecnología de pulverización de llama a velocidad supersónica
La pulverización con llama a velocidad supersónica de revestimientos de carburo de tungsteno puede depositar rápidamente un revestimiento duro y resistente al desgaste y se considera la alternativa más prometedora al cromado duro. 2. Tecnología de pulverización con llama supersónica asistida por aire
2. La pulverización supersónica de llama asistida por combustión incluye dos procesos: la pulverización supersónica de llama de oxígeno y la pulverización supersónica de llama de aire. La temperatura de la llama en este proceso es inferior a 2.000 °C, muy inferior a la de la pulverización supersónica con llama convencional. Esto mejora significativamente la fuerza de adherencia del revestimiento al tiempo que reduce o incluso elimina el contenido de óxido en el revestimiento. Su resistencia al desgaste, a la corrosión y su tenacidad son muy superiores a las de los revestimientos de cromo duro electrodepositado.
3. Tecnología de pulverización de arco
La tecnología de pulverización por arco utiliza alambre con núcleo de polvo y pulverización por arco de alta velocidad en un entorno oxidante de alta temperatura para producir revestimientos de carburo de tungsteno. Los revestimientos resultantes presentan excelentes propiedades mecánicas integrales, gran fuerza de adherencia, alta densidad y excelente resistencia a las vibraciones.
4. Tecnología de pulverización de plasma
La tecnología de pulverización de plasma ofrece excelentes características de fricción y desgaste, lo que se traduce en una estructura densa y una gran fuerza de adherencia.
5. Tecnología de pulverización con llama
Durante el proceso de pulverización, el polvo se calienta mediante una fuente de calor y más de la mitad se deposita sobre la pieza en estado semifundido. La refundición es el proceso por el que el revestimiento en polvo se funde en la pieza. Esta tecnología de refundición del revestimiento elimina los poros y las inclusiones de óxido durante el proceso de pulverización y crea una unión metalúrgica con el cuerpo metálico, mejorando significativamente la densidad y la fuerza de unión, lo que se traduce en mejores propiedades mecánicas para la pieza de trabajo.

IV. Precauciones de pulverización de carburo de tungsteno:

1. Pretratamiento de la superficie del sustrato: Utilizar métodos mecánicos como lana de acero, complementados con soluciones alcalinas de limpieza, para eliminar el aceite, óxido y otras impurezas superficiales de la pieza. El chorro de arena y la electroextrusión se utilizan para mejorar la unión mecánica entre el revestimiento y el sustrato, consiguiendo una rugosidad superficial de 6,3-25. Tras el chorro de arena y la eliminación del óxido, la pieza debe pulverizarse rápidamente para evitar la contaminación por humedad.
2. Seleccionar los parámetros de proceso adecuados, incluida la relación de mezcla de combustible y oxígeno, para controlar la calidad de la pulverización.
3. Elija el tipo de gas de suministro, la velocidad, el caudal, la posición de suministro y el ángulo adecuados.
4. Seleccione el material de carburo de tungsteno adecuado, incluyendo su composición, propiedades físicas, forma de polvo, tamaño de partícula y diámetro de alambre o varilla.
5. Elija el método de pulverización adecuado, incluida la distancia entre la pistola de pulverización y la pieza de trabajo, la velocidad de la pistola de pulverización o la pieza de trabajo, el ángulo entre la pistola de pulverización y la pieza de trabajo, y el medio de gas de pulverización.

6. Sellar y tratar térmicamente la superficie inmediatamente después de la pulverización.

7. Deben tomarse precauciones durante la pulverización.

V. Precio y vida útil de los recubrimientos de carburo de tungsteno:

El precio y la vida útil de los revestimientos de carburo de wolframio varían en función de factores como la aplicación, el grosor del revestimiento y el proceso de preparación. Por lo general, el precio de los recubrimientos de carburo de tungsteno comunes oscila entre decenas y cientos de horas, mientras que la vida útil depende más de factores como la aplicación y la calidad del recubrimiento, oscilando entre cientos y miles de horas. En aplicaciones como herramientas de corte y amolado, los revestimientos son más caros y tienen una vida útil más larga. En aplicaciones como tractores, los revestimientos son relativamente más baratos pero tienen una vida útil más corta.
VI.Mantenimiento de los recubrimientos de carburo de wolframio
El mantenimiento y conservación de los recubrimientos de metal duro es crucial para prolongar su vida útil. En general, se recomiendan las siguientes precauciones.
1. Evite cargas excesivas sobre el revestimiento, que pueden causar daños en la superficie, como grietas y descascarillado.
2. Evite el contacto con productos químicos. Aunque el revestimiento tiene una buena resistencia a la corrosión, debe mantenerse alejado de ácidos, álcalis y otros productos químicos para evitar que afecten a la estabilidad y las propiedades mecánicas del revestimiento.
3. Evite las altas temperaturas. Aunque el revestimiento tiene una buena resistencia al calor, debe mantenerse alejado de temperaturas excesivas para no afectar a su dureza y estabilidad.
4. Limpie regularmente la superficie del revestimiento para evitar la acumulación de polvo, suciedad y otras impurezas que puedan afectar a su rendimiento.
5. Mantenga una superficie lisa para evitar daños mecánicos como arañazos y abrasiones que puedan afectar a su rendimiento.

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