Processus de traitement du revêtement de surface du carbure de tungstène

Carbure de tungstène est un composé de tungstène et de carbone dont la formule moléculaire est WC et le poids moléculaire 195,85. Il possède d'excellentes propriétés telles qu'un point de fusion élevé, une grande dureté, une grande résistance à l'usure et une grande résistance à la corrosion. Il est largement utilisé dans les outils, les moules, l'aérospatiale, l'automobile et d'autres domaines. L'application d'un revêtement en carbure de tungstène sur les surfaces métalliques améliore considérablement la dureté, la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et la résistance aux températures élevées du métal. Actuellement, les moissonneuses haut de gamme, les ensileuses, les hachoirs, les broyeurs et certains couteaux de coupe du monde entier utilisent des revêtements en carbure de tungstène pour prolonger leur durée de vie.

I. Technologie de préparation des revêtements de carbure de tungstène :

Les revêtements de carbure de tungstène sont principalement préparés à l'aide de techniques telles que le dépôt physique en phase vapeur (PVD), le dépôt chimique en phase vapeur (MCV), et le placage par arc ionique.
Le dépôt en phase vapeur (PVD) consiste à chauffer un matériau solide sous vide afin de le sublimer en un état gazeux. Le revêtement est ensuite déposé sur la surface du substrat pour former un revêtement. Les techniques courantes de dépôt en phase vapeur comprennent la pulvérisation magnétron, l'évaporation par faisceau d'électrons et la métallisation par arc ionique. Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) implique la décomposition d'un revêtement gazeux dans une atmosphère spécifique, qui le dépose ensuite sur la surface du matériau pour former un revêtement. Les techniques courantes de dépôt en phase vapeur comprennent le dépôt chimique en phase vapeur, la décomposition thermique et le chauffage.

II. Caractéristiques des revêtements en carbure de tungstène :

Les revêtements en carbure de tungstène ont une dureté extrêmement élevée, atteignant généralement HV1200 ou plus. Cette dureté dépend de plusieurs facteurs :

1. Teneur en carbure de tungstène : Une teneur plus élevée en carbure de tungstène dans le revêtement augmente généralement la dureté.
2. le procédé de pulvérisation : Les différents procédés de pulvérisation influencent la dureté du revêtement. Par exemple, la pulvérisation à la flamme à vitesse supersonique peut produire des revêtements de carbure de tungstène plus durs.

3. Post-traitement : Un traitement thermique approprié après la pulvérisation peut améliorer la microstructure du revêtement et augmenter sa dureté.

III. Techniques de pulvérisation pour les revêtements en carbure de tungstène :

1. Technologie de pulvérisation de flammes à vitesse supersonique
La pulvérisation à la flamme à vitesse supersonique de revêtements en carbure de tungstène permet de déposer rapidement un revêtement dur et résistant à l'usure et est considérée comme l'alternative la plus prometteuse au chromage dur. 2. Technologie de pulvérisation supersonique assistée par air
2. La projection de flammes supersoniques assistée par combustion comprend deux processus : la projection de flammes supersoniques d'oxygène et la projection de flammes supersoniques d'air. La température de la flamme dans ce procédé est inférieure à 2000°C, bien plus basse que celle de la pulvérisation supersonique conventionnelle. Cela améliore considérablement la force d'adhérence du revêtement tout en réduisant, voire en éliminant, la teneur en oxyde du revêtement. Sa résistance à l'usure, à la corrosion et sa ténacité sont nettement supérieures à celles des revêtements de chrome dur déposés par électrolyse.
3. Technologie de pulvérisation d'arc
La technologie de pulvérisation à l'arc utilise un fil enrobé de poudre et une pulvérisation à l'arc à grande vitesse dans un environnement oxydant à haute température pour produire des revêtements de carbure de tungstène. Les revêtements obtenus présentent d'excellentes propriétés mécaniques globales, une grande force d'adhérence, une densité élevée et une excellente résistance aux vibrations.
4. Technologie de pulvérisation de plasma
La technologie de projection plasma offre d'excellentes caractéristiques de frottement et d'usure, ce qui se traduit par une structure dense et une grande force d'adhérence.
5. Technologie de pulvérisation de la flamme
Au cours du processus de pulvérisation, la poudre est chauffée par une source de chaleur et plus de la moitié est déposée sur la pièce à l'état semi-fondu. La refonte est le processus par lequel le revêtement en poudre fond sur la pièce. Cette technologie de refonte du revêtement élimine les pores et les inclusions d'oxyde pendant le processus de pulvérisation et crée une liaison métallurgique avec le corps métallique, améliorant considérablement la densité et la force de liaison, ce qui se traduit par de meilleures propriétés mécaniques pour la pièce à usiner.

IV. Précautions à prendre lors de la pulvérisation de carbure de tungstène :

1. Prétraitement de la surface du substrat : Utiliser des méthodes mécaniques telles que la laine d'acier, complétées par des solutions de nettoyage alcalines, pour éliminer l'huile, la rouille et d'autres impuretés de la surface de la pièce. Le sablage et l'électroextrusion sont utilisés pour améliorer l'adhérence mécanique entre le revêtement et le substrat, afin d'obtenir une rugosité de surface de 6,3 à 25. Après le sablage et l'élimination de la rouille, la pièce doit être pulvérisée rapidement pour éviter la contamination par l'humidité.
2. Sélectionner les paramètres appropriés du processus, y compris le rapport du mélange carburant-oxygène, pour contrôler la qualité de la pulvérisation.
3. Choisir le type de gaz de refoulement, la vitesse, le débit, la position et l'angle de refoulement appropriés.
4. Sélectionner le matériau de carbure de tungstène approprié, y compris sa composition, ses propriétés physiques, sa forme de poudre, la taille des particules et le diamètre du fil ou de la tige.
5. Choisir la méthode de pulvérisation appropriée, y compris la distance entre le pistolet de pulvérisation et la pièce, la vitesse du pistolet de pulvérisation ou de la pièce, l'angle entre le pistolet de pulvérisation et la pièce, et le gaz de pulvérisation.

6. Sceller et traiter thermiquement la surface immédiatement après la pulvérisation.

7. Des mesures de protection doivent être prises pendant la pulvérisation.

V. Prix et durée de vie des revêtements en carbure de tungstène :

Le prix et la durée de vie des revêtements en carbure de tungstène varient en fonction de facteurs tels que l'application, l'épaisseur du revêtement et le processus de préparation. En général, le prix des revêtements en carbure de tungstène courants varie de quelques dizaines à quelques centaines d'heures, tandis que la durée de vie dépend davantage de facteurs tels que l'application et la qualité du revêtement, allant de quelques centaines à quelques milliers d'heures. Dans des applications telles que les outils de coupe et de rectification, les revêtements sont plus chers et ont une durée de vie plus longue. Dans des applications telles que les tracteurs, les revêtements sont relativement moins chers mais ont une durée de vie plus courte.
VI.Entretien des revêtements en carbure de tungstène
L'entretien et la maintenance des revêtements en carbure sont essentiels pour prolonger leur durée de vie. Les précautions suivantes sont généralement recommandées.
1. Éviter les charges excessives sur le revêtement, qui peuvent causer des dommages à la surface tels que des fissures et un décollement.
2. Éviter le contact avec les produits chimiques. Bien que le revêtement présente une bonne résistance à la corrosion, il doit néanmoins être tenu à l'écart des acides, des alcalis et d'autres produits chimiques afin de ne pas affecter la stabilité et les propriétés mécaniques du revêtement.
3. Éviter les températures élevées. Bien que le revêtement présente une bonne résistance à la chaleur, il doit néanmoins être maintenu à l'écart des températures excessives afin de ne pas affecter sa dureté et sa stabilité.
4. Nettoyer régulièrement la surface du revêtement pour éviter l'accumulation de poussière, de saleté et d'autres impuretés susceptibles d'affecter ses performances.
5. Maintenir une surface lisse pour éviter les dommages mécaniques tels que les rayures et les abrasions qui pourraient affecter ses performances.

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