HVAF和HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层性能研究

为了提高新一代锂电池辊轧的轧制力,选取适合的WC-10Co-4Cr涂层制备工艺.采用HVOF和HVAF两种方法制备WC-10Co-4Cr涂层,并对涂层的微观组织、杯突性能、弯曲性能、结合强度、显微硬度等性能进行了研究,同时分析了影响涂层耐磨性的主要原因.实验结果得出:HVAF喷涂的WC-10Co-4Cr涂层杯突随基本变形能力比HVOF强;HVOF和HVAF喷涂的WC-10Co-4Cr涂层弯曲折弯韧性好,均无涂层剥落;HVAF制备的WC-10Co-4Cr涂层孔隙率小于HVOF制备的,且在显微硬度Hv、结合强度、耐磨性的性能方面优于HVOF.因此,采用HVAF的工艺制备WC-10Co-4Cr涂层更有利于提高新一代锂电池辊轧的轧制力.     

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.     

WC-10Co-4Cr对等离子喷涂Mo涂层性能的影响

为进一步提高Mo涂层耐磨性能,采用等离子喷涂方法在A3钢基体上成功制备了WC-10Co-4Cr增强的Mo基复合涂层,并对涂层的微观组织、物相组成、氧含量、表面硬度、涂层结合强度以及浸油摩擦性能进行了研究.结果表明:涂层致密、孔隙率低,WC-10Co-4Cr呈条状形态均匀分布在Mo涂层中;由于受到WC-10Co-4Cr粒子的"夯实"作用,涂层结合强度提高,但浸油摩擦系数略有增大.     

HVOF和APS喷涂T800涂层性能研究

分别采用超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)法,在Inconel718基体上制备T800涂层,并对涂层的金相显微结构、孔隙率、硬度及结合强度进行测试.试验结果表明,两种涂层与基体间均形成良好的界面结合,涂层组织均匀良好;与APS制备的T800涂层相比,HVOF制备的涂层孔隙率略低,表面硬度HR15N略高,结合强度较高.     

WC-10Co4Cr涂层的泥浆和砂粒冲刷性能

以WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)和超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,并对两种涂层的泥浆和砂粒冲刷性能进行测试.结果表明:低温超音速火焰喷涂WC涂层的耐泥浆冲刷性能明显优于普通超音速火焰喷涂涂层,而耐砂粒冲刷性能略优于后者.低温超音速火焰喷涂WC涂层较高的致密度和硬度是其耐泥浆和砂粒冲刷性能更好的主要原因.     

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。     

一种新型耐磨涂层的组织和性能研究

以WC-10Co4Cr和纳米不锈钢粉末及其混合粉末为原料,利用HVOF超音速火焰喷涂工艺制备了四种涂层,对涂层的显微组织、硬度、耐磨性能以及涂层的沉积效率和生产成本进行了研究.结果表明:当加入SHS7170质量分数为15%和35%时,涂层的致密度提高,硬度降低HV100~150.而加入35%SHS7170时涂层的耐磨性略有降低,加入15%SHS7170时涂层的耐磨性变化不大.使用WC-10Co4Cr和SHS7170混合粉末制备涂层可以减少涂层沉积时间和生产成本.     

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。     

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.     

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。     

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。     

爆炸喷涂纳米WC-12Co涂层的性能

采用爆炸喷涂工艺分别翩备纳米结构和常规结构WC-12Co涂层，研究了2种涂层的显微硬度、结合强度和摩擦磨损性能，并用扫描电镜（SEM）分析喷涂材料和涂层的形貌。结果表明，经爆炸喷涂，喷涂粉末中的WC颗粒的纳米晶特征能够保留到涂层中，得到纳米晶涂层。采用爆炸喷涂制备的纳米结构WC-12Co涂层较常规WC-12Co涂层组织致密，孔隙率低，其结合强度约为常规WC-12Co涂层的1．4倍，显微硬度约为常规涂层的1．3倍，摩擦磨损量约为常规涂层的1／2。     

NiCoCrAlY涂层和NiCr涂层的抗腐蚀性能

以镍基高温合金GH907为基体,通过低压等离子喷涂和超音速火焰喷涂技术制备了NiCoCrA-lY涂层和NiCr涂层,并对样品进行了真空热处理.对热处理前后的涂层进行常温中性盐雾腐蚀及电化学性能的研究表明:热处理前后NiCoCrAlY涂层的抗腐蚀性能均优于NiCr涂层,热处理后NiCoCrAlY涂层和NiCr涂层的腐蚀等级都有所提高,出现腐蚀的时间推迟.     

纳米晶块体Co-45Ni-10Cr合金在H2SO4溶液中腐蚀电化学行为研究

利用粉末冶金工艺制备常规尺寸（CS）Co-45Ni-10Cr合金粉末,再利用机械合金化法制备纳米尺寸（NS）Co-45Ni-10Cr合金粉末,采用真空热压技术得到相应的块体Co-45Ni-10Cr合金。腐蚀介质选择不同浓度的H2SO4溶液,利用电化学工作站分别测试两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的自腐蚀电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,对比研究了它们的腐蚀行为以及晶粒细化对于它们腐蚀行为产生的影响。结果表明：两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的自腐蚀电位均随腐蚀介质H2SO4溶液浓度增大而发生负移,腐蚀倾向逐渐加剧,同时腐蚀电流密度均增大,电荷传递电阻相应减小,因此腐蚀速度加快。此外,两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的交流阻抗谱均为单一容抗弧,说明腐蚀速率均由电化学过程控制。与Co-45Ni-10Cr（CS）合金相比,Co-45Ni-10Cr（NS）合金的腐蚀速率减慢,这表明纳米化后Co-45Ni-10Cr块体合金的耐腐蚀性能有所提高。     

拉瓦尔喷嘴与直喷嘴对等离子喷涂NiCrAlY涂层组织及性能的影响

分别用拉瓦尔喷嘴和直喷嘴,采用等离子喷涂方法制备NiCrAlY涂层,并测试了不同喷嘴所制备的涂层的性能及组织的差异.试验结果表明:所制备的NiCrAlY涂层均具有明显的层状组织,涂层颗粒界线明显;直喷嘴制备的NiCrAlY涂层中有明显的未熔颗粒;拉瓦尔喷嘴制备的涂层与直喷嘴的相比,涂层显微硬度和结合强度更高     

Influence of HVOF coating on the HCF of 300M low alloy steel

The ultimate methods for solving the contamination of Cr6+ is to replace the Cr electroplating with other techniques, thermal spray provides one of the best choices among those alternative techniques. The influence of coatings upon the fatigue performance of substrate, however,should be labeled as an important factor at some high level applications. The effects of both coatings manufactured by HVOF and Cr electroplating respectively on the fatigue performance of substrate are investigated in this article. These results show that the fatigue limit strength at P= 50 %of thermal spray coating is 750 MPa in comparing with fatigue limit 726 MPa for substrate, and the fatigue life increase 25%- 150% when comparing with fatigue life of substrate at different stress levels. The fatigue life increases in the stress scope of 750-850 MPa even the area of thermal spray coating is subtracted. Cr eleetroplating coating reduces the fatigue life by 70%- 95% and the fatigue limit is only 600 MPa. Fracture analysis reveals that the main fracture is initiated at the subsurface, which is 0.2-0.5 mm away from substrate surface. The analysis also observes that the crack in the Cr electroplating propagates through the interface and finally into the substrate which hastens the formation of crack origin and the extension of crack in the substrate, however, the crack in the thermal spray coating deflects at the interface, spreads along the interface, as a result,the crack forming in the coatings has no negative influence on the main crack initiator and crack extension in the substrate.     

Influence of HVOF coating on the HCF of 300M low alloy steel

The ultimate methods for solving the contamination of Cr6+ is to replace the Cr electroplating with other techniques, thermal spray provides one of the best choices among those alternative techniques. The influence of coatings upon the fatigue performance of substrate, however,should be labeled as an important factor at some high level applications. The effects of both coatings manufactured by HVOF and Cr electroplating respectively on the fatigue performance of substrate are investigated in this article. These results show that the fatigue limit strength at P= 50 ,of thermal spray coating is 750 MPa in comparing with fatigue limit 726 MPa for substrate, and the fatigue life increase 25,- 150, when comparing with fatigue life of substrate at different stress levels. The fatigue life increases in the stress scope of 750-850 MPa even the area of thermal spray coating is subtracted. Cr eleetroplating coating reduces the fatigue life by 70,- 95, and the fatigue limit is only 600 MPa. Fracture analysis reveals that the main fracture is initiated at the subsurface, which is 0.2-0.5 mm away from substrate surface. The analysis also observes that the crack in the Cr electroplating propagates through the interface and finally into the substrate which hastens the formation of crack origin and the extension of crack in the substrate, however, the crack in the thermal spray coating deflects at the interface, spreads along the interface, as a result,the crack forming in the coatings has no negative influence on the main crack initiator and crack extension in the substrate.     

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。     

玻璃粉对低温超音速火焰喷涂钛涂层的显微结构和气密性的影响

采用低温超音速火焰喷涂技术,用添加了球形玻璃粉的钛粉末,在多孔不锈钢表面沉积了钛涂层.用SEM,EDS等对涂层的显微结构进行了表征,并对涂层的气密性进行了测试.结果表明:涂层由近表面的疏松结构区和内部致密区组成,添加玻璃粉末可明显提高涂层的致密度,观察到有少量玻璃粉残留在涂层中.当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,涂层具有较高的致密度和沉积率.涂层的气密性测试结果表明,抛光态钛涂层的气密性明显优于喷涂态涂层,而当玻璃粉/钛粉的体积比为1/15时,喷涂态和抛光态钛涂层都具有较高的气密性.钛涂层致密度和气密性的提高是由于球形玻璃粉对沉积钛涂层的喷丸夯实作用