HVOF喷涂纳米WC-12Co涂层的性能研究

为促进HVOF喷涂纳米WC-12Co涂层在工业上的应用,采用HVOF喷涂法分别制备了纳米和微米结构WC-12Co涂层.研究了涂层的结合强度,测试了两种涂层的显微硬度及耐冲蚀磨损性能,并利用扫描电镜对喷涂粉末、涂层显微组织、冲蚀表面形貌进行了分析.研究结果表明：两种涂层中纳米涂层显微硬度是普通涂层的1.5倍,最高达到1610 HV,纳米涂层中W C颗粒的分布更均匀,冲蚀率是微米级涂层的1/2左右,性能更优越.     

等离子喷涂WC-12Co/NiCrAl复合涂层的摩擦磨损特性

以NiCrAl涂层为粘结层,用等离子喷涂工艺在TC4钛合金表面制备了WC-12Co/NiCrAl复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度仪等手段分析了涂层微观形貌、化学成分和显微硬度,并用磨损试验考察了WC-12Co/NiCrAl复合涂层的摩擦磨损特性。结果表明:WC-12Co涂层表面未熔颗粒较多,涂层截面孔隙率为10.2%;WC发生部分分解,出现W2C、Co6W6C等新相;涂层与基体结合界面为机械结合+局部微冶金结合方式;显微硬度为双态Weibull分布,呈现不同位置结构的差异化。WC-12Co涂层表现出良好的减摩及耐磨性能,同载荷下摩擦因数低于基体,磨损失重为基体的1/10,磨粒磨损是其主要磨损机制。     

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...     

冷轧辊超音速喷涂WC-12Co涂层的组织与性能研究

采用超音速火焰喷涂方法在冷轧活套辊上制备了WC-12Co涂层,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计等对涂层的组织、相组成和显微硬度等进行了测试与分析。研究表明:涂层中主要物相为WC和粘结相Co,另有少量WC分解产生的W2C;涂层平均显微硬度1256 HV0.2,孔隙率约为0.74%;涂层与基体的结合强度高(大于70 MPa),可以满足冷轧辊的表面性能要求。超音速喷涂WC-12Co涂层是延长冷轧辊使用寿命的有效方法。     

H13钢表面超音速火焰喷涂制备耐磨涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)法在热作模具钢H13表面制备WC-12Co和Ni60涂层;用扫描电镜观测涂层表面及截面形貌,用XRD分析粉末及涂层的相组成,并借助显微硬度、热摩擦系数的测定结果,分析两种粉末制得涂层的耐磨特性。结果表明:WC-12Co和Ni60涂层都能较好地覆盖在模具钢表面;WC-12Co涂层的显微硬度接近Ni60的1.5倍;WC-12Co涂层常温下的摩擦系数为0.32,500℃时为0.52,而Ni60涂层在500℃时已经接近0.59,在高温条件下,该涂层表现出了更优良的稳定性与耐磨性。     

超音速火焰喷涂制备多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能(英文)

采用超音速火焰喷涂技术制备常规、亚微米及多峰3种WC-12Co金属陶瓷涂层,比较分析涂层的显微硬度及显微组织。采用超声振动汽蚀装置研究3种涂层的抗汽蚀性能,并采用扫描电镜观察涂层表面的汽蚀坑,探讨不同涂层的汽蚀机理。研究表明:采用超音速火焰喷涂制备的亚微米及多峰WC-12Co涂层结构致密、孔隙率低,其显微硬度明显高于常规的WC-12Co涂层。多峰WC-12Co涂层的平均显微硬度接近HV1500,远高于常规的WC-12Co涂层。在3种涂层中,多峰WC-12Co涂层表现出最优良的抗汽蚀性能,涂层的汽蚀率大约为常规涂层的40%;与常规涂层相比,多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能提高150%以上。     

爆炸喷涂WC-12Co/MoS_2复合涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高爆炸喷涂WC-12Co涂层的耐磨性,在WC-12Co合金粉末中添加不同比例的MoS2粉末,利用爆炸喷涂技术在Q235钢表面制备了系列WC-12Co/MoS2复合涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对WC-12Co/MoS2复合涂层的微观组织形貌、结构、显微硬度、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,MoS2均匀的分布于复合涂层中,当MoS2含量为2%时,复合涂层的硬度、致密度变化不大,但摩擦系数和磨损率大幅度下降,分别为WC-12Co涂层的50%和36%.随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦系数和磨损率均呈上升趋势.     

表面喷涂对不锈钢零件耐磨性能的影响

在不锈钢表面采用超音速火焰喷涂了WC-10Co-4Cr涂层,并对喷涂粉末和涂层的显微形貌、物相组成进行了表征,研究了基体与涂层的耐磨性能。结果表明,不锈钢表面涂层与基体以机械结合为主、冶金结合为辅,基体与涂层间过渡良好,未发现气孔或者微裂纹缺陷;原始喷涂粉末的物相组成为WC、Co和少量Co3W3C相,经过超音速火焰喷涂处理后,涂层的物相组成为WC、Co6W6C和W2C相;经过超音速火焰喷涂处理后,涂层的摩擦磨损性能明显优于不锈钢基体,这主要与致密的涂层硬度较高、抗摩擦磨损能力更强有关。     

三种WC-12Co粉末超音速等离子喷涂层的性能研究

对烧结破碎、喷雾干燥和团聚烧结的3种不同WC-12Co粉末,采用新研制的超音速等离子喷涂系统制备了涂层.分析了3种涂层SEM形貌、XRD相结构和孔隙率,对比了耐磨性、显微硬度和结合强度.结果表明,用喷雾干燥WC-12Co粉末制备的涂层孔隙率（0.86%）最低、显微硬度（1 336 HV0.1）最高、氧化失碳（0.92%）最轻,显示出最好的耐磨性和综合性能.     

W1813N无磁不锈钢表面激光熔覆Ni60与WC-12Co/Ni25涂层的组织结构和磨损行为

利用激光熔覆技术分别在W1813N无磁性不锈钢表面制备高硬度镍基自熔性合金Ni60（60HRC）涂层和低硬度Ni25基WC-12Co复合涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线衍射仪（XRD）和台阶仪,分析激光熔覆制备Ni60涂层和WC-12Co/Ni25复合涂层的显微组织、相组成和磨损行为。利用显微硬度、摩擦系数、磨痕轮廓对比两种涂层的耐磨性和磨损机制。结果表明,Ni60涂层显微组织主要为树枝晶和等轴晶,且Cr23C6, Cr2B等强化相弥散分布在?-Ni和FeNi固溶体晶界;而WC-12Co/Ni25复合涂层中WC-12Co颗粒弥散镶嵌于低硬度Ni25基质,复合涂层中WC-12Co颗粒体积比达到32.5%。复合涂层中最大和最小显微硬度差异达到648 HV。尽管两种涂层的摩擦系数相近,但复合涂层的磨损体积仅为Ni60涂层的10%,Ni60涂层表面的磨痕特征为犁沟状和塑性粘附,复合涂层磨痕表面为WC碎屑和塑性粘附,因此Ni60涂层的磨损失效机制为磨粒磨损和粘着磨损,而复合涂层磨损机制为粘着磨损,以上结果表明WC-12Co/Ni25复合涂层具有更好的耐磨性。     

超音速火焰喷涂低碳WC/12Co涂层的组织及性能研究

采用离心雾化干燥法制得团聚颗粒,经连续高温烧结成两种不同松装密度的热喷涂粉末。采用以C3H8/O2为燃料的超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备了WC/12Co涂层。对粉末及涂层做了显微组织观察和XRD分析,测定了涂层的厚度、显微硬度和粉末沉积效率。结果表明,在1120℃、1180℃烧结的粉末中主要有WC和W6Co6C,但无Co相;涂层有脱碳,有Co6W6C相,但未出现单质Co。涂层组织均匀致密,沉积效率可达65%。     

W1813N无磁不锈钢表面激光熔覆Ni60与WC-12Co/Ni25涂层的组织结构和磨损行为（英文）

利用激光熔覆技术在W1813N无磁性不锈钢表面分别制备高硬度镍基自熔性合金Ni60(60HRC)涂层和低硬度Ni25基WC-12Co复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和台阶仪,分析激光熔覆制备Ni60涂层和WC-12Co/Ni25复合涂层的显微组织、相组成和磨损行为。利用显微硬度、摩擦系数、磨痕轮廓对比2种涂层的耐磨性和磨损机制。结果表明,Ni60涂层显微组织主要为树枝晶和等轴晶,且Cr23C6,Cr2B等强化相弥散分布在γ-Ni和Fe Ni固溶体晶界;而WC-12Co/Ni25复合涂层中WC-12Co颗粒弥散镶嵌于低硬度Ni25基质,复合涂层中WC-12Co颗粒体积分数达到32.5 vol%。复合涂层中最大和最小显微硬度差异达到6480MPa。尽管2种涂层的摩擦系数相近,但复合涂层的磨损体积仅为Ni60涂层的10%,Ni60涂层表面的磨痕特征为犁沟状和塑性粘附,复合涂层磨痕表面为WC碎屑和塑性粘附,因此Ni60涂层的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,而复合涂层磨损机制为粘着磨损。以上结果表明WC-12Co/Ni25复合涂层具有更好的耐磨性。     

等离子喷涂WC-12Co涂层抗冲刷磨损行为

目的探索WC-12Co复合涂层抗冲刷磨损的能力。方法采用大气等离子喷涂(APS)方法在Q235钢基体上制备WC-12Co复合涂层。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS),对涂层微观形貌和相组成及成分进行分析。采用维氏显微硬度计表征了涂层的力学性能。采用自制的干砂型常温冲刷磨损试验机对涂层进行冲刷磨损实验。结果所制备的涂层主要由WC以及少量的W2C、Co3W3C和Co6W6C相组成。涂层以机械结合方式为主,同时伴有微冶金结合。截面显微硬度高于粘结层,其截面平均显微硬度为1169HV0.05。WC-12Co涂层厚度为300μm,粘结层厚度为50μm。在冲刷角为60°时涂层失重率最大,为0.4788 mg/g;在30°时涂层失重率最小,为0.3696 mg/g。结论在小角度30°冲刷时,具有较好的抗塑性冲刷磨损能力;在冲刷角为60°时出现最大的冲刷失重率,抗冲刷磨损效果较差;在大角度90°时,有一定的抗脆性冲刷磨损性能。     

超音速火焰喷涂纳米结构WC-12Co涂层耐泥沙冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了纳米结构、双峰结构及微米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,比较了不同结构WC-12Co涂层的组织结构及显微硬度,进行了不同结构WC-12Co涂层和Ni60喷熔层的泥浆冲蚀磨损试验,并探讨了它们的泥浆冲蚀机理.结果表明:采用超音速火焰喷涂制备的纳米结构及双峰结构WC-12Co涂层结构致密,涂层显微硬度明显高于微米结构WC-12Co涂层;与微米结构WC-12Co涂层相比,纳米结构和双峰结构WC-12Co涂层具有更优良的抗泥浆冲蚀性能,其耐泥浆冲蚀性能分别提高了50%及20%以上.     

爆炸喷涂WC-12Co自润滑耐磨涂层工艺及性能研究

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用4种制粉工艺(湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒)将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,采用爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。利用SEM、EDS、Raman等分析了不同制粉工艺获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。利用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。利用UMT-3摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,喷雾造粒工艺制备的复合粉末中石墨烯在WC-12Co颗粒表面均匀、紧密粘附,涂层内部石墨烯含量较高,且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部,结合强度约68 MPa,硬度HV_(0.3)约9400 MPa,相比原始WC-12Co涂层,石墨烯改性涂层摩擦系数降低约25%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。     

粉末预置法电火花沉积WC-8Co涂层分析

针对传统电火花沉积技术存在电极制备工艺复杂、涂层存在较多裂纹及孔洞的不足,把WC-8Co粉末置于电极与基体之间的脉冲放电通道内,利用电火花沉积工艺制备了WC-8Co涂层.对比分析了新工艺与传统工艺制备的涂层表面形貌、显微组织及摩擦磨损性能.结果表明,用新工艺制备的涂层表面平整、粗糙度低、组织致密,与基体呈冶金结合.与传统工艺相比,新工艺制备的涂层有良好的耐磨粒磨损性能.用粉末预置法制备涂层能提高电火花沉积效率,适于制备大面积的涂层.     

复合添加晶粒长大抑制剂对WC-12Co超细晶硬质合金涂层性能的影响

利用真空原位还原碳化反应合成超细WC-12Co复合粉末,通过复合添加不同含量的晶粒长大抑制剂VC和Cr_3C_2,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WC-12Co涂层。利用X射线衍射和扫描电镜对涂层的物相、显微组织结构等进行了系统表征,并对涂层耐磨性进行了测试分析。结果表明:WC-12Co涂层中WC晶粒的平均尺寸,随着晶粒长大抑制剂的增加而减小,且抑制剂的添加使涂层的摩擦系数降低;当复合添加抑制剂总含量(质量分数)为1.0%时,WC-12Co涂层的显微硬度(HV_(0.3))达到最大值13 670 MPa,且涂层的磨损速率最低;随抑制剂含量进一步增加,WC-12Co涂层的显微硬度逐渐降低,磨损速率增加,涂层的耐磨性降低。     

镁合金表面冷喷涂纳米WC-17Co涂层及其性能

采用冷喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)在AZ80镁合金表面制备了纳米WC-17Co涂层。利用SEM分析了原始粉末形貌、喷涂粒子沉积行为及涂层显微结构,并采用球盘式摩擦磨损实验机考察了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出高质量的WC-17Co涂层,涂层的显微硬度为(1 380±82)HV,磨损率为9.1×10-7 mm3/Nm,其耐磨性较HVOF制备的WC-17Co涂层提高了1倍,较镁合金基材提高了3个数量级。研究表明,冷喷涂WC-17Co涂层在不对镁合金基体产生热影响的情况下,可以显著提高镁合金的表面性能,是一种新型镁合金表面强化工艺。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能研究

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层/镀层显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明：WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上,表明WC-12Co涂层的抗疲劳强度性能更优;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失重量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的技战术性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC–12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。