HVOF喷涂WC-10Co-4Cr涂层的砂浆冲蚀行为

以2种不同的HVOF喷涂系统和3种商用粉末在0Cr13Ni5Mo基材上喷涂6种WC-10Co-4Cr涂层,用自行研制的料浆罐冲蚀设备对涂层和基材的砂浆冲蚀行为进行了研究,分析了显微结构和显微硬度对涂层冲蚀性能的影响及涂层冲蚀后的表面形貌.结果表明,在文中试验范围内涂层和基材的冲蚀失重均随冲蚀时间线性增加;各攻角下,WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性远远优于0Cr13Ni5Mo不锈钢;除了分层和裂纹明显的涂层,HVOF热喷WC-10Co-4Cr涂层的冲蚀失重表现出对攻角不敏感的特征.涂层的冲蚀机制为粘结相的微切削和涂层片状剥落,低攻角下的剥落坑面积大而浅,高攻角时面积小而深,片状剥落的程度随涂层气孔率的增加而增加.     

300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究.结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当.喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢.两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能.综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层.     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能研究

目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液中的涂层进行摩擦腐蚀实验,测量涂层在静态及滑动条件下的磨损率、摩擦系数和极化曲线。结果喷涂距离提高时,涂层孔隙率降低,硬度提高,达到1100～1400 HV。在腐蚀介质中滑动摩擦时,WC-10Co-4Cr涂层的磨损率较304不锈钢低2个数量级,磨损率为1.7×10~(-7)mm~3/(N·m),而304不锈钢的磨损率为2.6×10~(-5)mm~3/(N·m)。结论 WC-10Co-4Cr涂层良好的摩擦腐蚀性能归因于承受负载的WC相与产生钝化的金属粘结相之间的协同作用,其抵抗涂层受摩擦腐蚀破坏。     

不同颗粒致密度WC-10Co-4Cr涂层的耐腐蚀性能

在300 M钢表面上,利用超音速火焰喷涂技术将两种不同颗粒致密度的WC-10Co-4Cr粉末制成涂层.利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析涂层的微观组织,通过极化试验和浸泡试验分析涂层的耐腐蚀性能.结果表明,高颗粒致密度粉末制备的WC-10Co-4Cr涂层孔隙率为1.52％,是低颗粒致密度粉末制备涂层的1.95倍;在3.5％ NaCl溶液中,高颗粒致密度粉末制备涂层的耐蚀性较差,腐蚀电流密度是低颗粒致密度粉末制备涂层的2.67倍.低颗粒致密度粉末制备的涂层孔隙率低,对基体的保护性较好.     

在H13钢上超音速火焰喷涂制备WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层的性能比较（英文）

在H13钢基体上采用超音速火焰喷涂方式制备一定厚度的WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层。为了增加WC-10Co-4Cr涂层的热稳定性,在涂层和基体之间加喷了NiCr喷涂粉末。研究了这两种硬质合金涂层的表面及横截面的微观形貌、抗热震性和耐磨损性能。从热力学的角度解释了两种涂层中出现的碳扩散现象。Cr_3C_2-25NiCr涂层的结合强度(64.40 MPa)和WC-10Co-4Cr涂层的结合强度(61.69 MPa)基本相同。通过摩擦磨损试验研究发现,两种涂层在600℃的摩擦因数均比在500℃时的小,Cr_3C_2-25NiCr的耐磨损性能比WC-10Co-4Cr的要好。     

直升机飞行安全件锻造残余应力与表面裂纹研究

针对残余应力导致某型直升机锻件表面裂纹萌生问题，系统研究了35Cr2Ni4MoA飞行安全件表面裂纹形成机理与防治方法。结果表明，35Cr2Ni4MoA锻后冷却方式对残余应力影响显著，空冷残余应力明显高于缓冷(坑冷),坑冷残余应力均值为1080 MPa。另外，残余应力受终锻温度影响显著，残余应力随终锻温度升高基本呈现增大趋势。锻后退火和吹砂可有效降低35Cr2Ni4MoA锻件残余应力。残余应力大于600 MPa时，35Cr2Ni4MoA锻件在盐酸下易产生应力腐蚀，且裂纹长度、宽度和深度与残余应力和腐蚀时间呈正相关。未进行退火处理以降低残余应力时，35Cr2Ni4MoA锻件不能进行酸洗处理。     

WC颗粒对WC-10Co-4Cr涂层结构演变与性能的影响

为提高不锈钢表面的抗腐蚀耐磨损性能,利用等离子喷涂的方法制备了两种晶粒尺寸的WC-10Co-4Cr涂层,采用SEM、XRD表征了涂层的物相结构,在不同温度下进行了摩擦磨损试验,研究分析了晶粒对涂层微观结构与摩擦性能的影响。研究表明：相比较,纳米WC-10Co-4Cr涂层微观结构中包含WC、W₂C,还存在Co/Cr(W, C)的γ相,未发现微米涂层中析出的W2C将沿WC颗粒表面外延生长的包覆结构,而且纳米团聚粒子更容易沿扁平粒子边界收缩,明显减少了粒子内部的垂直贯穿裂纹。在室温和200℃时,纳米WC-10Co-4Cr涂层摩擦系数与平均磨损率均优于微米涂层。与微米涂层相比较,纳米WC-10Co-4Cr涂层在室温磨损的根源在于硬质颗粒诱发的犁削磨损,在200℃时为以粘着磨损为主的微域犁削相结合的磨损模式。并在3.5%NaCl溶液中将1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位由-617mV提高到-335~-290mV,降低了腐蚀倾向。     

纳米封孔7Cr13电弧喷涂涂层的组织与耐腐蚀性

采用电弧喷涂工艺在基体Q235钢上喷涂了厚度约为150μm的7Cr13涂层,并采用3种封孔工艺对涂层进行封孔处理,封孔剂采用添加不同含量的纳米Al2O3异丙醇溶液的有机硅透明树脂.用乙酸盐雾腐蚀、全浸泡腐蚀以及电化学腐蚀检测了7Cr13涂层与对比材料镀铬层的耐腐蚀性能.结合扫描电镜、光学显微镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行了观察和对比.结果表明,涂层呈层状结构,涂层封孔后孔隙率明显降低,涂层结合强度为47 MPa,远高于镀铬层,封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,纳米封孔7Cr13涂层的耐腐蚀性能优于镀铬层.     

超细/纳米结构WC-10Co-4Cr涂层的透射电镜表征与性能分析

利用真空原位还原碳化反应合成超细/纳米WC-Co复合粉末,通过添加一定量Cr获得WC-10Co-4Cr复合粉末,经团聚造粒获得喷涂用复合粉末喂料,采用超音速火焰(HVOF)喷涂系统制备出超细/纳米结构的WC-10Co-4Cr涂层。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和透射电子显微镜对涂层的物相、显微组织结构、元素分布特征等进行了系统表征,并对涂层耐磨性、耐蚀性进行了测试分析。结果表明:基于原位反应合成WC-Co复合粉制备的超细/纳米结构WC-10Co-4Cr涂层具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。涂层以WC为主相,含有非晶结构的粘结相Co(Cr),同时存在少量六方晶体结构的W_2C相和非晶复相W_2C+Co(Cr)。对涂层中元素Co和Cr的分布进行了量化分析,得到其从WC晶粒到相界到共晶区再到Co区的变化规律。结合WC-10Co-4Cr复合粉末和超音速火焰喷涂工艺的特点,阐释了Cr在WC-10Co-4Cr涂层分布状态的形成原因,并讨论了对涂层性能的影响。     

WC粒度对WC-10Co-4Cr复合粉末特性及其涂层性能的影响

利用超音速火焰喷涂技术制备了微米结构、亚微米结构、纳米结构以及多尺度结构的WC-10Co-4Cr涂层,研究了WC粒度对WC-10Co-4Cr复合粉末表面和内部结构及其涂层的孔隙率、硬度分布和断裂韧性的影响规律.结果表明:采用团聚烧结法制备的热喷涂粉末球形度较高,表面呈疏松多孔状,主要物相为WC、Co和Co3W3C;利用...     

等离子熔覆Fe基/WC-10Co-4Cr涂层的组织与性能研究

目的 制备高强度和高硬度的耐磨性涂层,用于已磨损的机械零件表面,以延长其使用寿命,避免机器因磨损而带来的各种故障。方法 采用等离子熔覆技术在40CrMnMo表面制备WC-10Co-4Cr/Fe300合金复合熔覆层,研究不同质量分数WC-10Co-4Cr对熔覆层组织和性能的影响。利用金相显微镜、超景深光学显微镜、SEM、EDS、XRD对熔覆层的组织形貌进行表征和物相分析,借助数显显微硬度计和销盘式摩擦磨损试验机测试熔覆层的硬度和耐磨性。结果 WC-10Co-4Cr/Fe300合金作为一种复合材料,与基材形成了冶金结合,结合区域无孔洞和裂纹。熔覆层微观结构随着WC-10Co-4Cr含量的增加,逐渐由柱状晶向树枝晶过渡,它主要由Fe₆W₆C、(Cr、Fe)₂₃C₆和WC相组成。熔覆层的平均硬度大致随着WC-10Co-4Cr含量的增加而提高,当WC-10Co-4Cr的质量分数达到20%时,熔覆层的硬度最高(518.5HV0.2),大约是基体硬度的1.7倍。熔覆层的主要摩擦机理为磨粒磨损,随着WC-10Co-...     

Corrosion behavior of thermal-sprayed WC cermet coatings in SO4 2− environment

A series of the electrochemical and long-term corrosion tests was carried out in a 3.5 wt% Na2SO4 solution on thermal-sprayed WC-17Co and WC-10Co-4Cr cermet coatings in order to examine the effect of composition of binder materials on the corrosion behavior. The results reveal that the overall corrosion resistance of the WC-17Co coating is inferior to that of the WC–Co–Cr coatings due to the corrosion of binder materials which induce WC particles to fall off. CoO and WO3 oxide films form on the surface of WC-17Co coating in Na2SO4 solution electrochemical corrosion process, which will protect the coating in the process of corrosion. Cr2O3 oxide film formed on the WC-10Co-4Cr coating surface has a strong hindered role to corrosion. The corrosion mechanism of WC-17Co coating in Na2SO4 solution is entire corrosion of Co matrix, while it is film-hole corrosion mechanism for WC-10Co-4Cr coating.     

超音速火焰喷涂WC-12Co、WC-10Co4Cr和Cr3C2-25NiCr涂层在不同介质中摩擦行为研究

为了研究硬面涂层在不同介质中的摩擦行为，以WC-12Co、WC-10Co4Cr和Cr3C2-25NiCr硬面材料为原料，采用超音速火焰喷涂制备得到了三种不同成分的硬面涂层。通过显微硬度计、摩擦磨损仪和扫描电镜等对涂层性能分析，结果表明，涂层中的孔隙率和粘结相的含量密切相关，当粘结相含量为12wt.%（Co）时，其孔隙度为1.11%；粘结相含量为14wt.%（CoCr）时，其孔隙度为0.98%；粘结相含量为25wt.%（NiCr）时，其孔隙度降低为0.92%。空气中，WC-10Co4Cr的硬度最高，其摩擦系数最小；Cr3C2-25NiCr的硬度最小，其摩擦系数最大。1mol/L HCl的环境中，NiCr的耐腐蚀性能最好，使Cr3C2-25NiCr涂层的摩擦系数稳定；而纯Co和CoCr的耐腐蚀性能较差，使WC-10Co4Cr和WC-12Co涂层的摩擦系数呈现出波浪状的变化规律。1mol/L NaOH的环境的摩擦过程中，硬质相的腐蚀会使涂层表面的硬度下降，使摩擦系数增加。     

HVOF/AC-HVAF热喷WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性能

采用高速火焰热喷涂系统（HVOF/AC-HVAF）在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了三种组织结构不同的WC-10Co-4Cr涂层,通过料浆罐冲蚀试验机对三种涂层和0Cr13Ni5Mo基材的冲蚀行为和冲蚀机制进行了研究,重点分析涂层组织与耐冲蚀性能的关系. 结果表明,三种涂层的耐冲蚀性能均优于0Cr13Ni5Mo基材,冲蚀失重仅为基材的6% ~ 35%,组织越均匀、致密的涂层耐冲蚀性能越优. 低攻角冲击时,涂层冲蚀机制以粘结相去除,WC颗粒剥落为主,基材冲蚀机制主要为微切削;高攻角冲击时,涂层冲蚀机制以涂层剥落为主,基材的冲蚀机制主要为变形磨损. 涂层的组织决定了不同试验条件下涂层的冲蚀行为和冲蚀机制.     

Effect of Spray Parameters on the Corrosion Behavior of HVOF Sprayed WC-Co-Cr Coatings

WC-10Co-4Cr cermet coatings were deposited on the substrate of AISI 1045 steel by using high-velocity oxygen-fuel (HVOF) thermal spraying process. The Taguchi method including the signal-to-noise (S/N) ratio and the analysis of variance (ANOVA) was employed to optimize the porosity and, in turn, the corrosion resistance of the coatings. The spray parameters evaluated in this study were spray distance, oxygen flow, and kerosene flow. The results indicated that the important sequence of spray parameters on the porosity of the coatings was spray distance > oxygen flow > kerosene flow, and the spray distance was the only significant factor. The optimum spraying condition was 300 mm for the spray distance, 1900 scfh for the oxygen flow, and 6.0 gph for the kerosene flow. The results showed the significant influence of the microstructure on the corrosion resistance of the coatings. Potentiodynamic polarization and electrochemical impendence spectroscopy (EIS) results showed that the WC-10Co-4Cr cermet coating obtained by the optimum spraying condition with the lowest porosity exhibits the best corrosion resistance and seems to be an alternative to hard chromium coating.     

超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层与电镀硬铬在盐雾气氛下的腐蚀-磨损机制研究

航空和海洋工程的关键部件在遭受磨损的同时受到海洋苛刻气氛的腐蚀破坏,而采用超音速火焰喷涂（HVOF）金属陶瓷涂层已成为一种新兴防护技术。为考察碳化物类金属陶瓷涂层的在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-10Co4Cr和Cr3C2-NiCr两种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层作对比,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)等表征试样的腐蚀磨损形貌特征。结果显示,在干燥大气环境下铬镀层主要表现为黏着-磨损机制,Cr3C2-NiCr涂层同时表现出黏着-磨损与磨粒-磨损机制,而WC-10Co4Cr则表现为单纯的磨粒-磨损。施加盐雾气氛后,试样表面形成有液态膜,摩擦系数与磨损量均有所下降。盐雾气氛下增大摩擦副的载荷压力,Cr3C2-NiCr涂层的磨损量增加很快,而WC-10Co4Cr涂层的磨损机制发生转变,磨损量出现不增反降现象。     

Fatigue and corrosion fatigue behavior of an AA6063-T6 aluminum alloy coated with a WC-10Co-4Cr alloy deposited by HVOF thermal spraying

The present investigation has been conducted in order to study the fatigue and corrosion fatigue behavior of an AA6063-T6 aluminum alloy substrate coated with a WC-10Co-4Cr deposited by HVOF thermal spraying. It has been determined that the deposition of such a coating on the aluminum substrate gives rise to significant gains in fatigue life in comparison with the uncoated substrate, when testing is carried out both in air and in a 3 wt.% NaCl solution. It has been shown that during testing in air, the fatigue gain ranges between ~ 540 and 4300%, depending on the maximum alternating stress applied to the material. Larger fatigue gains are associated with low alternating stresses. Also, when fatigue testing is conducted in the NaCl solution, the gain in fatigue resistance varies between ~ 620 and 1460%. Fatigue cracks have been observed to initiate at the coating surface and then grow towards the substrate after propagating through the entire coating thickness. Crack growth along the coating has been observed to occur mainly along the regions formed by the agglomeration of W and W-Co-Cr-rich particles, flanking the tougher Co-Cr-rich areas. Although in the present work residual stresses were not measured, it is believed that the gain in fatigue life of the coating-substrate system is due to the presence of compressive residual stresses within the coating which hinder fatigue crack propagation. The deposition of the coating does not give rise to significant changes in the static mechanical properties and hardness of the aluminum alloy substrate. It has been observed that the WC-10Co-4Cr coating displays a significant indentation size effect and has a mean hardness of ~ 9.4 GPa.