專利名稱：自動焊機導絲嘴內壁鎢導電抗磨損涂層的制備方法
技術領域：
自動焊機導絲嘴內壁鎢導電抗磨損涂層的制備方法，屬材料表面改性領域。
背景技術：
自動焊機工作時，導絲嘴處于較高溫度，焊絲運動使導絲嘴內壁磨損嚴重。普通銅制導絲嘴，最短連續工作6小時后，導絲嘴前端因磨損已不能保持原有形狀，嚴重地影響焊接效率和焊接質量。鎢由于熔點高，導熱性能好，并具有較高的強度和耐磨性能，非常適合做自動焊機導絲嘴內壁耐磨、導電涂層材料。在導絲嘴內壁涂覆上一層導電、抗磨損難熔金屬鎢涂層，成為制備高使用壽命導絲嘴的有效途經。人們曾嘗試用熱噴涂、濺射等方法在導絲嘴內壁覆上一層均勻的、結合力強的導電耐磨損涂層，但由于導絲嘴孔徑小、長度方向尺寸大等原因，均未獲得成功。目前所使用的自動焊機導絲嘴內壁尚無耐磨涂層保護。因此， 研究開發出一種可在導絲嘴內壁制備厚度均勻(從圖2(a)、(b)可以看出)的導電、抗磨損涂層方法具有重要的實際意義。
發明內容
本發明的目的是，鑒于難熔金屬的良好導電性、抗磨損性，開發出了一種在普通銅制導絲嘴內壁涂覆上一層厚度均勻、結合力好的難熔金屬鎢涂層的制備方法。這一方面可以保持導絲嘴良好的導電性能，另一方面極大地提高了普通導絲嘴的抗磨損性能。自動焊機用導絲嘴內壁鎢導電、抗磨損涂層的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成1)在反應室的氫氣氣氛中將導絲嘴加熱到400°C -650°C ；2)向上述加熱的導絲嘴內通入流量為0. 5-5g/min的WF6,以及流量為l-3L/min的 H2,在1. 007-1. 06個大氣壓下反應，獲得導電嘴內壁鎢導電抗磨損涂層。根據所需涂層厚度不同(0. 1-0. 2mm)，涂覆時間約10-30分鐘。難熔金屬鎢涂層具有良好的導電、抗磨損性能。本發明方法成功的在銅制導絲嘴內壁涂覆上一層結合力強，厚度均勻的鎢涂層。其鎢本身具有良好的導電性，涂覆涂層后的導絲嘴使用過程中沒有發現導電異常。抗磨損性能優異，制備方法經濟(涂覆涂層成本約市面出售銅導絲嘴的50% )。
圖1本發明裝置示意圖。其中1、2、3、4_反應氣體流向控制閥門，5-WF6恒溫加熱器，6-反應室加熱裝置， 7-導絲嘴，8-沉積尾氣排氣口。圖2(a)導絲嘴內壁與涂層結合的體視顯微鏡照片。圖2(b)導絲嘴內壁與涂層結合的金相照片。
具體實施例方式導絲嘴鎢抗燒蝕涂層沉積裝置示意圖如說明書附圖1。用Ar氣排空反應室空氣后通入H2，加熱導絲嘴7到達設定的工藝溫度，WF6經恒溫加熱器5加熱氣化后通入加熱導絲嘴內。以針閥及流量計控制反應氣體流量至工藝參數值。導絲嘴由加熱裝置6加熱。閥門 1、2、3、4控制反應氣體流向。當1、4打開，2、3關閉，反應氣體自上而下進入導絲嘴；當2、3 打開，1、4關閉，反應氣體自下而上進入導絲嘴。反應尾氣由排氣口 8排出被吸收。在實驗裝置中，通過導絲嘴的旋轉控制內壁鎢沉積涂層圓周方向均勻性；通過改變反應氣體流向， 控制導絲嘴長度方向沉積層厚度的均勻性。實例一將導絲嘴內表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應室內。用Ar氣排空反應室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至400°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態。均溫后在導絲嘴內通入H2和WF6混合氣體，調整H2流量為1. OL/min，WF6流量為0. 5g/min。反應室氣體壓強為1. 007個大氣壓，反應時間20min。沉積工藝完成后關閉WF6氣體，冷卻導絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 05mm。經研磨拋光后制成成品導絲嘴。實例二 將導絲嘴內表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應室內。用Ar氣排空反應室空氣后通入純度為99. 99%的H2，升溫加熱至500°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態。均溫后在導絲嘴內通入H2和WF6混合氣體，調整H2流量為1. OL/min, WF6流量為1. Og/min。反應室氣體壓強為1. 007個大氣壓，反應時間20min。沉積工藝完成后關閉WF6氣體，冷卻導絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 10mm。經研磨拋光后制成成品導絲嘴。實例三將導絲嘴內表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應室內。用Ar氣排空反應室空氣后通入純度為99. 99%的H2，升溫加熱至550°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態。均溫后在導絲嘴內通入H2和WF6混合氣體，調整H2流量為1. OL/min, WF6流量為1. Og/min。反應室氣體壓強為1. 007個大氣壓，反應時間20min。沉積工藝完成后關閉WF6氣體，冷卻導絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 20mm。經研磨拋光后制成成品導絲嘴。實例四將導絲嘴內表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應室內。用Ar氣排空反應室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至600°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態。均溫后在導絲嘴內通入H2和WF6混合氣體，調整H2流量為2. OL/min, WF6流量為3. Og/min。反應室氣體壓強為1.03個大氣壓，反應時間20min。沉積工藝完成后關閉WF6氣體，冷卻導絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 35mm。經研磨拋光后制成成品導絲嘴。實例五將導絲嘴內表面用丙酮洗凈、晾干后放入反應室內。用Ar氣排空反應室空氣后通入純度為99.99%的H2，升溫加熱至650°C。加熱WF6到30°C，使之維持氣態。均溫后在導絲嘴內通入H2和WF6混合氣體，調整H2流量為3. OL/min, WF6流量為5. Og/min。反應室氣體壓強為1.06個大氣壓，反應時間20min。沉積工藝完成后關閉WF6氣體，冷卻導絲嘴到室溫后取出，沉積層厚度約為0. 65mm。經研磨拋光后制成成品導絲嘴。對上述實例中的導絲嘴進行實際時間應用測試，結果表明導絲嘴使用壽命提高三倍以上。
權利要求
1.自動焊機導絲嘴內壁鎢導電抗磨損涂層的制備方法，其特征在于1)在反應室的氫氣氣氛中將導絲嘴加熱到400°c-650°C ；2)向上述加熱的導絲嘴內通入流量為0.5-5g/min的WF6,以及流量為l-3L/min的H2, 在1. 007-1. 06個大氣壓下反應10-30分鐘，獲得導電嘴內壁鎢導電抗磨損涂層。
全文摘要
自動焊機導絲嘴內壁鎢導電抗磨損涂層的制備方法，屬材料表面改性領域。本發明鑒于難熔金屬鎢良好的導電性和抗磨損性，開發出了一種在普通銅制導絲嘴內壁涂覆上一層均勻、結合力好的難熔金屬鎢涂層的制備方法。該方法特征在于在反應室的氫氣氣氛中將導電嘴加熱到400℃-650℃；向上述導絲嘴內通入流量為0.5-5g/min的WF6，以及流量為1-3L/min的H2，在1.007-1.06個大氣壓下反應，涂覆時間10-30分鐘。本發明在基本保持銅制導絲嘴導電性能的同時，改善了普通導絲嘴的抗磨損性能。
文檔編號C23C16/14GK102321875SQ201110284779
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者王從曾, 賀定勇, 馬捷, 魏建忠 申請人:北京工業大學