碳化物基耐磨损涂层的性能

采用等离子喷涂Cr3C2-30% NiCr和WC-12% Co碳化物复合粉末制备具有高硬度、耐磨损、抗氧化等优点的金属/陶瓷涂层,用SEM研究大气等离子喷涂球形Cr3C2-30% NiCr和WC-12% Co粉末等离子喷涂涂层的显微组织及其对涂层机械性能的影响.结果表明,球形Cr3C2-30% NiCr和WC-12% Co粉末等离子涂层结合强度和表面硬度达到较好水平,WC-12% Co涂层机械性能均优于Cr3C2-30% NiCr涂层.     

WC-10Co4Cr/WC-10Ni耐磨耐腐蚀涂层制备与研究

以WC-10Co4Cr和WC-10Ni粉末为原料，利用超音速火焰喷涂在304不锈钢基体上制备WC-10Co4Cr和WC-10Ni涂层。同时，利用显微硬度计、扫描电镜、万能力学试验机、磨耗试验机和盐雾试验机等手段，分析涂层的力学性能和耐磨耐腐蚀性能。结果表明：WC-10Co4Cr涂层和WC-10Ni涂层与基体结合牢固，组织致密；WC-10Co4Cr涂层的硬度更高，结合强度和耐磨性更强于WC-10Ni涂层；WC-10Ni涂层的耐盐雾腐蚀性能，更优于WC-10Co4Cr涂层。     

超音速火焰喷涂金属陶瓷复合涂层的耐磨性能研究

为改善深部钻具关键易损构件的耐磨性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:利用HVOF技术制备的WC-10Co4Cr涂层具有致密的微观结构和优异的力学性能,其孔隙率为1.3±0.1%,显微硬度为1392±45 HV_(0.3),断裂韧性为7.11±0.10 MPa·m~(1/2);与35CrMo钢基体相比,涂层具有更加优异的耐磨损性能,并且随着滑动速度的增加,WC-10Co4Cr涂层的摩擦系数下降、磨损率增大;WC-10Co4Cr涂层的磨损失效机制主要包括磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以超细(5～15μm)WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM,XRD,3D表面轮廓仪和显微硬度仪对LT-HVOF WC涂层的显微结构和性能进行了表征,并将其与HVOF WC-10Co4Cr涂层进行了对比.结果表明:LT-HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的显微结构和显微硬度与HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的相当,其表面粗糙度为1.22μm,远低于HVOF涂层(3.18 μm),但其断裂韧度约为HVOF涂层的1/2.基体表面的激冷粒子分析表明,LT-HVOF WC-10Co4Cr涂层较低的断裂韧度与粒子在低温焰流中未熔化,并未充分铺展有关.     

双尺度结构WC-12Co涂层的冷喷涂制备

以微米颗粒结构的传统WC-Co粉末为原料,采用球磨的方法,制备双尺度结构的WC-12Co粉末,采用冷喷涂方法制备双尺度结构WC-12Co涂层.通过扫描电镜观察发现,涂层及喷涂粉末中WC颗粒的粒度呈双峰分布.通过X射线衍射分析比较球磨前后粉末、喷涂粉末及涂层的相结构,发现在涂层制备过程中WC和Co两相结构能够在涂层中完全保留下来.涂层的硬度及断裂韧性分别为1650 Hv(0.3)和13.9 MPa.m1/2.     

双尺度结构WC-12Co涂层的冷喷涂制备

以微米颗粒结构的传统WC-Co粉末为原料,采用球磨的方法,制备双尺度结构的WC-12Co粉末,采用冷喷涂方法制备双尺度结构WC-12Co涂层.通过扫描电镜观察发现,涂层及喷涂粉末中WC颗粒的粒度呈双峰分布.通过X射线衍射分析比较球磨前后粉末、喷涂粉末及涂层的相结构,发现在涂层制备过程中WC和Co两相结构能够在涂层中完全保留下来.涂层的硬度及断裂韧性分别为1650 Hv(0.3)和13.9 MPa·m1/2.     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究

WC-17Co涂层由于其优异的耐磨性能,被广泛用于工件的摩擦防护,但其在较高温度下服役存在过早氧化失效的问题。采用超音速火焰喷涂在45#钢表面制备WC-17Co致密涂层,将其置于400、500、600和700 ℃的温度下进行恒温热暴露,研究超温服役氧化行为对其结构及性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等手段表征喷涂态及不同氧化温度下涂层的物相和微观结构的演变,对其物相和性能变化进行讨论。研究结果表明：喷涂过程中WC的分解及过冷使喷涂态WC-17Co涂层形成少量的Co基非晶;400 ℃热暴露后,涂层物相和结构无明显变化,当热暴露温度提高到500 ℃以上时,涂层表面CoWO₄、WO₃和Co₃O₄等氧化相开始生成,在700 ℃氧化处理2 h后,氧化物生长层增厚到10 μm;氧化促使涂层内部的Co元素向表面扩散,导致涂层内部WC硬质相的浓度提高,故内部涂层的显微硬度也大幅提高,在距离表面50 μm深度涂层显微硬度增加到1400 HV_0.3以上;表层显微硬度升高则主要是由于氧化相的生成。高温氧化后,由于Co粘结相的减少使涂层断裂韧性降低,涂层在高速摩擦环境下,疏松的氧化物层易粉化失效,故WC-17Co涂层的服役温度应保持在500 ℃以下。     

HVOF和APS喷涂WC-10Co-4Cr涂层性能研究

以45号钢为基体分别采用超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)法,制备了两种WC-10Co-4Cr涂层,并对两种工艺喷涂的WC-10Co-4Cr涂层进行了金相显微结构分析、结合强度及硬度测试.试验结果表明:HVOF和APS制备的WC-10Co-4Cr涂层金相组织分布均匀,界面结合致密无杂质;HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层的孔隙率较小,且显微硬度及结合强度均优于APS的.表明,HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层的基本性能优于APS制备的WC-10Co-4Cr涂层.     

WC-12Co涂层耐熔融锌腐蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂在316L基体上制备了WC-12Co涂层,并对熔融锌液对涂层的腐蚀机理进行了分析．研究结果表明：所制备的 WC-12Co 涂层均匀致密、孔隙率低于1％,平均硬度超过1300 HV0．3;WC-12Co涂层具有良好的耐熔融锌液腐蚀性能;在残余应力及热应力作用下,涂层会产生裂纹,熔融锌液沿着涂层裂纹渗透并腐蚀基体,导致涂层从基体剥离失效．     

碳化钨涂层耐热性能的研究

研究了采用WC-10Co4Cr粉末和在WC-10Co4Cr粉末中添加35％(质量分数),粒径为15～45μm的纳米晶不锈钢粉末,在304不锈钢板上喷涂涂层的耐热性能.对800℃,2h热腐蚀前后涂层的宏观与微观形貌进行了分析与表征.结果表明,热腐蚀后WC-10Co4Cr涂层严重氧化,出现了大面积的崩裂;而加入35％(质量分数)不锈钢粉末的WC-10Co4Cr涂层表面在相同的试验条件下未发生变化,含纳米晶不锈钢粉末的涂层耐氧化性能显著提高.     

热处理对HVOF WC-17Co涂层组织结构及耐磨性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢表面制备了硬质WC-17Co耐磨涂层,分别在500,700,900,1 100 ℃保温1 h进行热处理,进而研究了热处理温度对涂层微观组织、相组成、硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明：随着热处理温度的升高,W2C相逐渐减少而非晶态的Co发生再结晶生成Co3W3C和Co6W6C;硬度呈现先升高后降低的趋势,700 ℃热处理后,WC硬质相增多,硬度最高;喷涂态WC-17Co涂层的耐磨性较差,900 ℃热处理后,析出的Co6W6C细小且弥散均匀分布,涂层的磨损量最小、耐磨性最好。     

热喷涂TiC-NiCr涂层的磨损行为及机理

采用超音速火焰喷涂工艺制备得到了新型TiC-30NiCr涂层,系统地表征分析了涂层的相结构、显微组织和摩擦磨损行为,并与传统的WC-CoCr涂层进行了耐磨损性能的比较。研究发现,热喷涂过程中TiC脱碳转变为了Ti8C5相,绝大部分Cr固溶于Ni相中。在往复摩擦过程中,单质态Cr在摩擦热作用下发生了氧化,同时有少量的氮化硅摩擦副的磨屑嵌入了Ni(Cr)粘结相中。在摩擦应力作用下,层片间疲劳裂纹的扩展、碳化钛和Ni(Cr)相界面的开裂是导致TiC-NiCr涂层发生大块材料剥落的主要原因。虽然与传统WC-CoCr涂层相比,制备的TiC-NiCr涂层的硬度和耐磨性均较低,但其在要求成本低、对环境有好、同时具有较好耐磨性的工况环境中将具有重要的应用前景。     

HVOF喷涂WC/Co涂层冲蚀磨损机理研究

采用超音速火焰喷涂工艺(HVOF)制备WC-12Co喷涂层,采用棕刚玉磨粒对所制备涂层在冲蚀角度分别为30°和90°下进行常温固体粒子冲蚀磨损试验。探讨了WC-12Co涂层的冲蚀磨损机理,结果表明:WC-12Co涂层为典型的脆性材料。     

Co-B_4C复合镀层耐磨性能研究

采用复合电沉积技术在45钢基体上制备了Co-B4C复合镀层,对复合镀层的截面形貌和组织结构进行了观察分析,研究了镀液中B4C颗粒含量对复合镀层的显微硬度和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,B4C颗粒均匀地分布于Co基金属中,镀层与基体结合良好,无孔隙和裂纹等缺陷,镀态下镀层为晶态结构;随着镀液中B4C颗粒含量的增加,镀层的显微硬度和耐磨性也逐渐提高,且当镀液中B4C颗粒含量分别为20 g/L、15 g/L时,镀层的显微硬度和耐磨性达到最高值。     

HVAF工艺制备WC-CoCr涂层的性能表征

采用HVAF工艺制备了WC-CoCr涂层,研究了涂层的显微结构、显微硬度、相组成及耐磨性,并与国外爆炸喷涂的碳化钨涂层进行了对比.结果表明,HVAF工艺制备的WC-CoCr涂层性能优良,耐磨性优于爆炸喷涂工艺制备的碳化钨涂层,完全可以替代爆炸喷涂涂层作为耐磨涂层使用.     

Al2O3/WC-8Co纳米/微米复合材料显微结构与力学性能

为研究纳米Al2O3粒子对WC-8Co组织结构与力学性能的影响,在微米WC-8Co中掺杂纳米Al2O3粒子制备了Al2O3/WC-8Co纳米/微米复合材料,进行了烧结密度、抗弯强度、显微硬度、冲击韧性以及耐磨性等常温力学性能测试,应用SEM进行了显微结构分析。结果表明：掺杂3%纳米Al2O3及0.8%RE 的Al2O3 /WC-8Co纳米/微米复合材料的力学性能得到了显著提高,特别是磨损失重较WC-8Co降低了10倍,组织得到了明显细化, 断口呈韧性断裂特征,断裂机理为微孔聚集型     

稀土Ce对化学沉积Co-Fe-B合金涂层功能特性的影响

借助显微硬度计、磨损试验机和振动样品磁强计等分析稀土金属Ce对化学沉积Co Fe B合金涂层显微硬度、磨损体积、磁化强度、矫顽力和磁导率的影响。结果表明 ,稀土Ce明显地提高了涂层的显微硬度和耐磨性 ,随镀液中稀土Ce量增加 ,显微硬度和耐磨性先增后降 ,在 [Ce] =0 8g/L时达到最大值。稀土Ce还提高了涂层的饱和磁化强度和磁导率 ,降低了剩余磁化强度和矫顽力。     

SiC含量对液压机立柱表面Ni-SiC复合镀层性能影响

为了改善煤矿液压机立柱的耐磨及耐蚀性能,采用复合电镀在45钢表面获得了表面光洁平正、结合紧密的Ni-SiC复合镀层,并测试了涂层的硬度、耐磨性能及在模拟矿井溶液中的耐蚀性能。结果表明:复合镀层的硬度与耐磨性能随着镀液中SiC颗粒的含量上升而上升,在镀液中碳化硅颗粒含量30g/L时,镀层的显微硬度、耐磨性能最高;SiC颗粒的加入降低了镀层的耐蚀性能,且SiC颗粒含量越高镀层的耐蚀性能越差。