專(zhuān)利名稱(chēng)：棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(wc)梯度材料制造技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼基體高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)，特別是一種應(yīng)用于金屬材料表面超耐磨合金層制備行業(yè)中，利用多種離子源、等離子體源發(fā)生設(shè)備，在特定環(huán)境中，在鋼基體材料的表面制備應(yīng)用性能優(yōu)越的超耐磨合金層，能夠滿足先進(jìn)金屬表面改性要求的金屬表面富含碳化鎢合金的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代科技發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)中，很多重要設(shè)備及其零部件處在惡劣工作條件下，如高速、高溫、高壓、重載以及高酸堿度。金屬部件的磨損、腐蝕、氧化等形式的破壞過(guò)程也在加速進(jìn)行，耐用性就成為發(fā)展生產(chǎn)、降低成本的限制環(huán)節(jié)之一。據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)，在失效的機(jī)械零部件中約75％屬于金屬磨損，金屬磨損還會(huì)造成機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低，工件更換或維修頻繁，能源消耗增加。
由于磨擦、磨損和腐蝕造成設(shè)備零部件的損壞，大多從表面開(kāi)始，采用界面防護(hù)措施延緩和控制表面受損，成為提高零部件耐用性的有效方法。于是各種表面防磨工程技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，鍍層、熱滲鍍、熱噴涂、堆焊、鍍膜以及高能束等技術(shù)日新月異。用這些技術(shù)制成的各種表面耐磨材料，以及高錳、高鉻、稀土耐磨鑄鐵(鋼)，鑄石，粘貼陶瓷等耐磨材料，組成了一個(gè)耐磨材料大家庭，各具特色，各顯耐磨神通，為科技和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展建功立業(yè)。
但是，它們各自也存在很多先天不足1.各種耐磨鑄鐵(鋼)都具有鑄造鋼鐵的基本性能，但硬度、強(qiáng)度、韌性偏低，耐磨性不足；2.鑄石材料有一定耐磨性，價(jià)格較低，但重量太重，耐沖擊性能差，易突發(fā)內(nèi)應(yīng)力破壞事故，安裝和維修時(shí)不能現(xiàn)場(chǎng)切割和焊接；3.熱噴涂、堆焊耐磨層、粘貼陶瓷層所形成的硬面，耐磨性好，適應(yīng)面廣，但都與基體存在一個(gè)結(jié)合強(qiáng)度偏低的界面，在該界面處易產(chǎn)生耐磨層脫落而失去防磨作用；4.耐磨鍍膜，高能束熔敷耐磨層適應(yīng)面廣，但普通存在耐磨層太薄，費(fèi)用太高問(wèn)題。
在這種情況下，許多尋求耐磨材料的客戶，迫切希望研究生產(chǎn)出一種經(jīng)濟(jì)型的高級(jí)耐磨材料。他們提出的技術(shù)要求歸納起來(lái)有五條1.新耐磨材料的耐磨性要比普通耐磨材料高；2.新耐磨材料重量要輕，耐磨層厚度又不能太?。?.新耐磨材料應(yīng)該同時(shí)具備高的強(qiáng)度、硬度、韌性及抗疲勞性；4.新耐磨材料在使用中耐磨層不能因脫落、崩裂導(dǎo)致防磨失效；5.新耐磨材料應(yīng)具有合理的價(jià)格。
在目前使用的表面耐磨層制備技術(shù)中，同時(shí)達(dá)到這五項(xiàng)技術(shù)要求的幾乎沒(méi)有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備所存在的缺陷和不足提供一種棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)。
本發(fā)明的基本原理是通過(guò)在低真空情況下適當(dāng)充入惰性氣體，且在異常輝光放電條件下，形成高能鎢離子和惰性氣體離子。首先將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理后，然后在一定溫度下，將金屬鎢離子注入到導(dǎo)輥或起套輥基體中，再對(duì)鎢進(jìn)行碳化處理；或者首先將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理后，再進(jìn)行金屬鎢離子和碳離子的雙離子高能注入。
本發(fā)明可以在導(dǎo)輥或起套輥的表層形成一定深度的、呈梯度變化的碳化鎢合金層，提高了金屬表面的硬度，改善了導(dǎo)輥或起套輥的耐高溫、耐磨性和自潤(rùn)滑性。
用本發(fā)明制造的產(chǎn)品具有耐高溫、高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，并顯著地提高了導(dǎo)輥或起套輥的使用壽命。
具體實(shí)施例方式
1、導(dǎo)輥或起套輥置于真空室內(nèi)，在低真空情況下適當(dāng)充入惰性氣體，并將鎢材料置于陰極內(nèi)。在異常輝光放電條件下，產(chǎn)生高能鎢離子和惰性氣體離子。
2、從氣體離子源形成高能氮離子，將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理。
3、在一定溫度下，將金屬鎢離子注入到導(dǎo)輥或起套輥基體中。
4、將注入導(dǎo)輥或起套輥基體中的鎢經(jīng)碳化處理，形成濃度呈梯度變化且有一定深度的碳化鎢合金層。
5、經(jīng)1和2處理后，直接注入進(jìn)行金屬鎢離子和碳離子的雙離子高能注入，形成濃度呈梯度變化且有一定深度的碳化鎢合金層。
權(quán)利要求
1.一種棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)，其特征在于把導(dǎo)輥或起套輥置于真空室內(nèi)，在低真空情況下適當(dāng)充入惰性氣體，并將鎢材料置于陰極內(nèi)。在異常輝光放電條件下，產(chǎn)生高能鎢離子和惰性氣體離子。在一定溫度下，將金屬鎢離子注入到導(dǎo)輥或起套輥基體中。
2.一種棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)，其特征在于把導(dǎo)輥或起套輥置于真空室內(nèi)，在低真空情況下適當(dāng)充入惰性氣體，在異常輝光放電條件下，形成高能氮離子，將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理。
3.一種棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)，其特征在于將注入導(dǎo)輥或起套輥基體中的鎢經(jīng)碳化處理，形成濃度呈梯度變化且有一定深度的碳化鎢合金層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種棒、線材軋機(jī)中導(dǎo)輥與起套輥高能離子注入碳化鎢(WC)梯度材料制造技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)在低真空情況下適當(dāng)充入惰性氣體，且在異常輝光放電條件下，形成高能鎢離子和惰性氣體離子。首先將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理后，然后在一定溫度下，將金屬鎢離子注入到導(dǎo)輥或起套輥表面，再對(duì)鎢進(jìn)行碳化處理；或者首先將導(dǎo)輥或起套輥進(jìn)行氣體軟氮化處理后，再進(jìn)行金屬鎢離子和碳離子的雙離子高能注入。該技術(shù)可以在導(dǎo)輥或起套輥的表層形成一定深度的碳化鎢合金層，提高了金屬表面的硬度，改善了導(dǎo)輥或起套輥表面的耐磨性、耐高溫性和自潤(rùn)滑性。用本發(fā)明制造的產(chǎn)品具有耐高溫、高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，并顯著地提高了導(dǎo)輥或起套輥的使用壽命。
文檔編號(hào)C23C8/24GK1990906SQ200510135549
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者趙維揚(yáng), 田云峰, 徐實(shí) 申請(qǐng)人:包頭市中天宏遠(yuǎn)科技有限公司