一种高性能合金镀层制备方法与流程

1.本发明涉及硬质合金表面镀层技术领域，尤其涉及一种硬质合金高性能镀层制备方法。


背景技术：

2.硬质合金是一种高效工具材料和结构材料，通常需要与其他金属材料进行结合使用，比如将钢件基体与硬质合金进行焊接，获得复合材料。
3.在现有技术中，其主要通过在硬质合金上涂覆一层焊接材料，比如镍、铜、银等，使得二者具有良好的焊接强度，在涂层过程中主要通过将合金材料清洗、钝化后，再进行抛光，然后再进行机械涂层后再次清洗烘干，获得含有焊接金属的硬质合金，但是该涂层不均匀，返工多，焊接性能较差，焊接过程中易发生意外事故。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述问题，本发明通过采用电镀涂层法和烧结预镀方式相结合，先将涂层采用电镀方式均匀粘附在合金表面，然后采用真空高温烧结的方式使得沉积在表面的涂层高温熔化，吸附粘结在合金表面，获得颜色均匀，焊接性能良好的镀层。
5.为实现上述发明目的，一种高性能合金镀层制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
6.将待镀层硬质合金进行清洗、钝化处理后进行抛光获得抛光硬质合金；
7.将所述抛光硬质合金进行涂层，获得含有均匀涂层的硬质合金；
8.将所述含有均匀涂层的硬质合金进行真空烧结后随炉降温，经清洗烘干获得高性能合金镀层。
9.进一步的，所述真空烧结的条件为：
10.烧结温度为950
‑
1100℃，烧结时间为5
‑
8h，真空度为20mpa以上；
11.所述烧结后充入惰性气体保护并降温。
12.进一步的，所述钝化处理具体为：
13.将清洗后的待镀层硬质合金置于钝化机中，加入清水和清洗剂，连续振动钝化3
‑
5h。
14.进一步的，所述涂层采用电镀涂层，涂层的厚度为8
‑
15μm。
15.进一步的，所述抛光处理具体为：将钝化后的硬质合金材料置于抛光筒，加入清洗剂，连续抛光5
‑
7h。
16.有益效果：
17.本发明高性能合金镀层制备方法采用电镀涂层，使得涂层为化学表面沉积，表面粘附强度增大，均匀性提高，并采用烧结预镀方式将沉积在表面的粘结金属高温熔化，吸附粘结在合金表面，大大提高了焊接性能。
具体实施方式
18.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
19.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
20.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
21.实施例1
22.将硬质合金采用清洗剂进行清洗，所述清洗剂为自配的溶液，包括水60l，吐温300ml，片碱1000g，洗衣粉100g，清洗后置于钝化机中，加入清水和洗衣粉，连续振动钝化4h，将合金表面杂质清洗干净；再装入不锈钢抛光筒中，加入清洗剂，在变频调速抛光机中连续抛光7h，获得表观光洁度高的抛光硬质合金；
23.将所述抛光硬质合金置于镍电镀槽中，通电进行电镀获得厚度为10μm的粘结相金属镍，将电镀完后的合金材料置于真空烧结炉中，抽至高真空20mpa，在1000℃条件下烧结7h，随后充入氩气保护自动降温，将降温后的产品进行超声清洗，并风干获得高性能合金镀层。
24.实施例2
25.将硬质合金采用清洗剂进行清洗，所述清洗剂为自配的溶液，包括水60l，吐温300ml，片碱1000g，洗衣粉100g，清洗后置于钝化机中，加入清水和洗衣粉，连续振动钝化3h，将合金表面杂质清洗干净；再装入不锈钢抛光筒中，加入清洗剂，在变频调速抛光机中连续抛光6h，获得表观光洁度高的抛光硬质合金；
26.将所述抛光硬质合金置于镍电镀槽中，通电进行电镀获得厚度为12μm的粘结相金属镍，将电镀完后的合金材料置于真空烧结炉中，抽至高真空22mpa，在1100℃条件下烧结5h，随后充入氩气保护自动降温，将降温后的产品进行超声清洗，并风干获得高性能合金镀层。
27.实施例3
28.将硬质合金采用清洗剂进行清洗，所述清洗剂为自配的溶液，包括水60l，吐温300ml，片碱1000g，洗衣粉100g，清洗后置于钝化机中，加入清水和洗衣粉，连续振动钝化4h，将合金表面杂质清洗干净；再装入不锈钢抛光筒中，加入清洗剂，在变频调速抛光机中连续抛光5h，获得表观光洁度高的抛光硬质合金；
29.将所述抛光硬质合金置于镍电镀槽中，通电进行电镀获得厚度为9μm的粘结相金属镍，将电镀完后的合金材料置于真空烧结炉中，抽至高真空25mpa，在1050℃条件下烧结5h，随后充入氩气保护自动降温，将降温后的产品进行超声清洗，并风干获得高性能合金镀层。
30.实施例4
31.将硬质合金采用清洗剂进行清洗，所述清洗剂为自配的溶液，包括水60l，吐温300ml，片碱1000g，洗衣粉100g，清洗后置于钝化机中，加入清水和洗衣粉，连续振动钝化6h，将合金表面杂质清洗干净；再装入不锈钢抛光筒中，加入清洗剂，在变频调速抛光机中
连续抛光6h，获得表观光洁度高的抛光硬质合金；
32.将所述抛光硬质合金置于镍电镀槽中，通电进行电镀获得厚度为14μm的粘结相金属镍，将电镀完后的合金材料置于真空烧结炉中，抽至高真空20mpa，在950℃条件下烧结8h，随后充入氩气保护自动降温，将降温后的产品进行超声清洗，并风干获得高性能合金镀层。
33.对比例1
34.采用传统方式进行涂层处理，具体通过清洗、钝化、抛光、机械涂层、清洗和干燥过程，其中清洗、钝化、抛光以及涂层后的清洗干燥过程与实施例1完全相同。
35.对比例2
36.按照实施例1制备方法，将电镀层改为机械涂层，其他步骤与实施例完全相同。
37.将实施例1
‑
4和对比例1、2获得的镀层进行涂层厚度测定、粘结性、镀层完整性和焊接性能测定。
38.其中的镀层厚度检测采用金相纤维镜进行测定，其中厚度大于6μm粘结性好，厚度在4
‑
6μm之间，粘结性能良好，厚度在2
‑
4μm之间粘结性能一般，小于2μm，粘结性差；采用显微镜对镀层的完整度进行观测，记录镀层总面积和缺损面积，统计完整性；另采用手动焊接进行焊接，观测焊接过程中涂层的流动性、均匀性和粘结强度来评定焊接性能；其评判标准如下：
39.优级：流动性好，质地均匀且粘结强度大；
40.良级：流动性好，质地均匀但是粘结强度一般；
41.一般：流动性一般，质地均匀，粘结强度一般；
42.差级：流动性一般，质地不均匀且粘结强度小。
43.具体测试结果如表1所示：
44.表1镀层性能测定结果
[0045][0046][0047]
由上述实施例和对比例可知，采用本技术的制备方法获得的合金高性能镀层，具有良好的粘结性和焊接性能，且镀层的完整性均能达到100％，涂层厚度保证在7
‑
8μm，而采
用传统方式进行涂层处理，其涂层厚度大大降低，完整性仅为70
‑
80％，且粘结性差，从而使得焊接性能大大降低，无法满足硬质合金材料与其他金属材料的焊接要求；根据对比例5，当将电镀涂层改为机械涂层时，其相关性能也相应的减弱，其原因可能为：电镀涂层为化学表面沉积，表面粘附强度增大，均匀性也提高，并与高温烧结相结合，让沉积在表面的粘结金属高温熔化，并紧密粘附在合金表面，进一步提高粘结性和焊接性能。
[0048]
以上所述实施例，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。