热处理对等离子喷涂WC-12Co涂层-基体结合性能的影响

通过等离子喷涂制备WC-12Co涂层,经过对涂层进行不同温度热处理并对其进行微观结构的表征和力学性能的测试;研究不同热处理后涂层性能和结构的变化,并通过扫描电镜、能谱分析仪等分析手段对等离子喷涂制备的WC-12Co涂层进行显微结构分析。结果表明:经过热处理后涂层基体的界面硬度得到提高,结合强度也得到提高。     

超音速等离子喷涂超细WC-12Co涂层的性能

采用超音速等离子喷涂系统,分别制备了超细WC-12Co涂层和普通WC-12Co涂层.研究了喷涂粒子在射流中的特性,分析了涂层形貌、成分和相组成,并对两涂层的常规性能(结合强度、显微硬度、孔隙率和耐冲蚀性能)进行了表征.结果表明,超细WC-12Co喷涂粒子在束流中速度更快(500 m/s),两涂层中WC相的氧化、失碳和分解程度比普通等离子喷涂时低.相比之下,超细WC-12Co涂层显微硬度(1350 HV0.3)和结合强度(65 MPa)更高,孔隙率(0.6%)更低,耐冲蚀磨损性能相当.     

等离子喷涂WC-12Co涂层表面-界面性能

采用等离子喷涂工艺在H13热作模具钢表面制备了WC-12Co涂层,通过SEM、EDS和XRD等手段分析了试样表面-界面形貌、面能谱和物相组成,并通过磨损试验考察了其摩擦性能。结果表明,WC-12Co涂层主要成分是WC硬质相,均匀分布在涂层中,没有出现富集现象,具有良好的硬度和耐磨性能;在喷涂过程中没出现W_3O,涂层具有较好的抗氧化能力;涂层厚度约为400μm,结合界面为机械结合+局部微冶金结合方式;WC-12Co涂层其摩擦系数约为0.399,表现出良好的减摩性能和抗磨损能力;磨痕处化学元素分布较为均匀,在周期性碾压力作用下涂层在片状衔接部位结合力较弱处诱发裂纹,出现WC和Co开裂的失效现象。     

超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层的性能特点

超音速等离子喷涂由于喷射粒子的飞行速度(400～500m/s)相对于普通等离子喷涂(＜200m/s)有了大幅提高,所制备的WC-12Co涂层具有更高的显微硬度和结合强度.用SEM和XRD分析了两种不同等离子喷涂工艺获得的涂层的相结构和显微组织,结果表明超音速等离子喷涂WC-12Co涂层综合性能要优于普通等离子喷涂.     

超音速等离子喷涂WC-12Co涂层的结合机理

利用超音速等离子喷涂在经过磨抛处理的45钢基体光滑表面制备WC-12Co涂层,通过扫描电镜观察,对扁平粒子和涂层的微观结构以及结合机理等进行了探讨研究.涂层内部的结合以机械结合为主;涂层与基体的结合是以机械结合为主,还伴有部分冶金结合、物理结合和扩散.高速的未完全熔化的喷涂粒子射流在撞击基体时,硬质相WC能够嵌入到基体内部,与基体互相咬合,物理结合作用增强,从而提高了涂层与基体的结合强度.     

冲蚀角对等离子喷涂WC-12Co涂层冲蚀磨损的影响

金属材料表面涂层在长期工作过程中,受到强风、沙尘的综合作用,使涂层表面发生冲蚀作用,造成设备失效。通过自制的干砂型常温冲蚀磨损试验机对等离子喷涂WC-12Co涂层进行冲刷试验,并结合流体力学软件FLUENT,利用试验和模拟相结合的方法研究了冲击角度对其冲蚀磨损性能的影响及其冲蚀磨损机理。结果表明:在冲蚀角度为60°时,涂层的冲蚀磨损量较大,90°次之,30°最小。30°时涂层的失效形式为微切削冲蚀,90°时涂层的失效形式为疲劳剥落。     

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。     

喷涂距离对等离子喷涂WC-12Co涂层抗冲蚀磨损性能的影响

为提高WC-12Co涂层抗冲蚀磨损性能,在Q235钢基体上采用大气等离子喷涂(APS)方法制备WC-12Co涂层,研究了喷涂距离对粒子温度与速度、涂层组织结构、力学性能及抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明:喷涂距离对涂层质量影响较为明显,喷涂距离为130 mm时涂层质量较好,粒子速度与温度达到较好的配合,涂层抗冲蚀磨损能力较强。喷涂距离为120 mm与140 mm时涂层抗冲蚀磨损能力较差。550μm(30目)沙粒直径对涂层冲蚀磨损量大,沙粒速度为15.68 m/s比13.33 m/s沙粒速度冲蚀磨损量大;冲蚀角为60°时冲蚀磨损量最大,30°冲蚀磨损量最小。     

超音速等离子喷涂WC-17Co纳米涂层的性能

采用超音速等离子喷涂在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了纳米和微米WC-17Co涂层,并对比了2种涂层的孔隙率、结合强度、硬度和耐磨性。结果表明,纳米涂层的致密性和结合强度均高于微米涂层,其孔隙率仅为0.56%,结合强度大于69.2 MPa;纳米涂层和微米涂层的硬度是基体的3.9和3.8倍,硬度值从涂层的表面到底部逐渐增加;基体磨损为磨粒磨损+粘着磨损+层状剥落,2种涂层磨损均为磨粒磨损。纳米涂层的孔隙率低、硬度高、表面抗压性强使其表现出更优的耐磨性。     

等离子喷涂WC-12Co涂层性能及其在航空发动机中的应用

介绍了 WC-Co金属陶瓷复合涂层,并以WC-12Co为例,通过等离子喷涂方式在GH4169基体上进行了涂层的制备,开展了涂层外观、显微组织、硬度、结合强度的测试分析.结果表明,等离子喷涂制备WC-12Co涂层致密、硬度高,与基体结合强度高.最后,介绍了 WC-12Co涂层在航空发动机上的应用.     

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.     

超音速等离子喷涂WC-17Co纳米涂层的性能研究

采用超音速等离子喷涂在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了纳米和微米WC-Co涂层,并对比了两种涂层的孔隙率、结合强度、硬度和耐磨性。结果表明,纳米涂层的致密性和结合强度均高于微米涂层,其孔隙率仅为0.56%,结合强度大于69.2 MPa;纳米涂层和微米涂层的硬度是基体的3.9和3.8倍,硬度值从涂层的表面到底部逐渐增加;基体磨损为磨粒磨损 粘着磨损 层状剥落,两种涂层磨损均为磨粒磨损。纳米涂层的孔隙率低、硬度高、表面抗压性强使其表现出更优的耐磨性。     

铝合金表面超音速等离子喷涂WC-12Co涂层的结合机理

在经磨抛处理后的光滑铝合金表面上,利用超音速等离子喷涂制备WC-12Co涂层,通过扫描电镜观察分析,对涂层的结合机理进行了研究.发现涂层与基体的结合是以机械结合为主,还伴有部分冶金结合、物理结合和扩散.实验及模拟结果表明:硬质相WC能够嵌入到基体内部,基体的硬度越小,WC颗粒嵌入基体表面的深度越大;颗粒的速度越大,撞击基体产生的凹坑深度也越大.     

HVOF喷涂WC-12Co涂层性能及磨蚀机理

为提高水力机械表面抗磨蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)喷涂微米粉末制备WC-12Co涂层,测试了涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度及抗磨蚀性能。利用XRD表征了涂层的物相组成,并利用SEM分析了涂层的微观组织结构及磨蚀后的表面形貌,探讨了涂层在含沙水流中的磨蚀机理。结果表明,获得的WC-12Co涂层的孔隙率为0.83%,平均显微硬度达1189.7HV0.2,结合强度大于62MPa,其耐磨蚀性能是基体的3倍以上,有效提高基体的耐磨蚀性能。在含沙水流中的磨蚀主要是由沙粒冲蚀和气体气蚀所引起的。     

厚度对HVOF喷涂WC-12Co涂层结构的影响

利用HVOF制备了WC-12C0涂层,喷涂原始粉末为微纳米复合粉,涂层的厚度分别为0.5,1,2,3,4 mm。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的显微结构和相组成,并对涂层的孔隙率进行了测量。结果表明,厚度对涂层的表面形貌与表面粗糙度无明显的影响,但对截面显微结构有较大影响,厚度小于1 mm的涂层沿厚度方向显微结构无明显变化,而厚度大于1 mm的涂层中部组织比较致密,孔隙率小,涂层与基体结合区域及近表面区域组织较为疏松。所有涂层均出现了分解与脱碳,涂层越厚分解越严重,出现的W_2C和Co_3W_3C相越多。     

超音速等离子喷涂WC-17Co涂层的工艺及性能分析

以低成本压缩空气和丙烷作为工作气体,采用超音速等离子喷涂制备了WC-17Co涂层,研究了喷涂功率对涂层组织、孔隙率和相组成的影响,测试了涂层的抗压性和耐磨性.结果表明,喷涂功率显著影响粉末的熔化和脱碳程度,功率过小时,WC颗粒熔化程度低;功率过大时,WC严重脱碳生成W₂C甚至W相.喷涂功率为65 kW制备的涂层孔隙率最低（0.87%）,未出现严重脱碳产物钨,涂层具有很强的抗压入变形能力,由于高硬度WC颗粒的存在,涂层的耐磨性显著提高,其磨损量仅为基体的15%,磨损形式由基体的严重磨粒磨损+粘着磨损变为涂层的轻微磨粒磨损.     

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。     

等离子喷涂NiCrBSi/WC-12Co复合涂层磨损特性的研究

试验了用不同方法制造的三种WC-12％Co粉末的大气等离子喷涂层。还喷涂了不同比率的S＆F(烧结并粉碎的)WC-12％Co与NiCrBSi的复合粉末。S＆F WC-12％Co涂层的最佳耐磨性主要是因为它具有较高的硬度,而这与其中大量均匀分布的残余碳化物有关。复合涂层的耐磨性随着WC-12％Co的重量百分比的升高而增高,这与这样一个事实有关,即所有的涂层的耐磨性都随着其硬度的升高和摩擦系数的降低而增高。但尚未发现耐磨性与粘着强度之间的精确关系。WC-12％Co涂层的主要磨损机理是粘着磨损、由材料转移而形成的摩擦膜、疲劳开裂、微粒(小块区域)破裂并脱落(涂层剥落)。在混合涂层的情况下,当WC-12％Co的重量百分比很小时,发现由于表面粗造和/或硬粒子造成的塑性变形和摩擦痕迹(或称划伤),随着WC-12％Co重量百分比的升高,磨损机理更接近于WC-12％Co涂层的磨损机理而不出现塑性变形和摩擦痕迹。     

HVAF喷涂WC-12Co涂层的应用研究

WC-12Co涂层的组织结构主要取决于喷涂工艺,采用活化燃烧一超音速火焰喷涂(HVAF)工艺喷涂WC-12Co涂层。结果表明:HVAF涂层孔隙率为0.6%,表面粗糙度为Ra1.5,HVAF过程中,粉末粒子的扁平化程度高,涂层组织结构均匀;HVAF焰流中WC基本不发生分解,涂层韧性好,HVAF涂层平均硬度达到1 400 HV0.3。     

等离子喷涂纳米WC-17Co涂层高温磨损性能

磨损是材料失效的主要失效形式之一,纳米WC-Co涂层技术可望成为解决重大装备关键零部件耐磨的关键技术。文中用等离子喷涂的方法制备了纳米WC-17Co涂层以及超细WC-17Co涂层,研究了涂层的高温磨损性能及失效机理。结果表明,WC-17Co纳米涂层与同成分的超细涂层相比具有较高的耐高温磨损性能。纳米涂层与超细涂层高温磨损失效机理不同,WC-17Co纳米涂层的高温磨损失效机理以磨粒磨损为主,伴随着黏着磨损,超细涂层的高温磨损失效机理以低延性开裂和黏着磨损为主,伴随有磨粒磨损。