超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr和CoCrW涂层的微动磨损特性研究

为提高Inconel690合金管的耐磨性,在Inconel690合金管外表面,采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备WC-10Co-4Cr和Co Cr W两种涂层,管状试样与1Cr13圆柱体配副件以"十"字交叉接触方式,位移幅值为100~200μm;法向载荷为30~90 N;频率为2 Hz;循环次数为3×104次;环境温度为室温,在PLINT微动磨损试验机上进行微动磨损试验。试验结果表明:载荷一定时,涂层的摩擦系数随着位移的增加而变大。两种涂层的耐磨性均显著优于Inconel690合金;WC-10Co-4Cr涂层的耐磨性略优于Co Cr W涂层。清洗后的磨痕表面存在剥落坑和剥层现象,两种涂层的磨损机制主要是剥层和磨粒磨损为主。     

WC-10Co-4Cr涂层高温微动磨损特性

为研究WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损性能和微动磨损机制,采用超音速火焰喷涂技术在Inconel690合金表面制备WC-10Co-4Cr涂层。使用PLINT电液伺服高温微动试验机,在室温25℃至高温300℃大气气氛条件下,选择法向载荷100 N、位移幅值200μm、频率2 Hz、循环次数3×10~4次,进行微动磨损特性试验,通过扫描电子显微镜、双模式轮廓仪和三维共聚焦显微镜等仪器对磨痕进行分析研究。结果表明:涂层组织呈层状叠加的两相分布,致密、孔隙率低,涂层与基体结合紧密,显微硬度为HV810.82,是基体的3.3倍;在法向载荷和位移幅值一定时,随着试验温度的升高WC-10Co-4Cr涂层的摩擦因数增大,且磨损加剧;温度高于250℃条件下,WC-10Co-4Cr涂层发生严重磨损;WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损机制主要表现为黏着磨损、氧化和剥层的共同作用。     

颗粒致密度对WC-10Co-4Cr涂层性能的影响

利用超声速火焰喷涂技术(High velocity oxygen fuel,HVOF)并采用两种不同颗粒致密度的WC- 10Co-4Cr合金粉末在300M钢表面制备涂层.采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行分析,重点研究碳化钨颗粒的沉积过程,并通过腐蚀电化学试验研究两种涂层的耐...     

超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层结构和性能的影响

采用正交试验设计方法研究了超音速火焰喷涂工艺参数对镍基涂层孔隙率、显微硬度和冲蚀磨损性能的影响。结果表明：超音速火焰喷涂的送粉量和喷涂距离对涂层的性能影响较大，而氧气流量和燃气流量对涂层的性能影响较小。涂层的冲蚀磨损失效机制为在磨粒的冲击下，涂层首先产生裂纹，裂纹沿弱结合处扩展最终导致涂层粒子剥落。     

添加CeO2对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO₂改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO₂的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明：CeO₂的添加对粉末烧结过程中Co₃W₃C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W₂C相的生成;CeO₂改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO₂的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO₂改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。     

Inconel690合金表面HVOF喷涂WC-10Co-4Cr和CoCrW涂层的微动磨损特性研究*

为了提高Inconel690合金管的耐磨性,采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）在Inconel690合金管表面制备WC 10Co 4Cr和CoCrW两种涂层,在PLINT微动磨损试验机上考察其微动磨损性能。试验结果表明：载荷一定时,涂层的摩擦因数随着位移的增加而变大;相同试验条件下,在稳定阶段,WC 10Co 4Cr和CoCrW涂层的摩擦因数小于Inconel690;两种涂层的耐磨性均显著优于Inconel690合金,而WC 10Co 4Cr涂层的耐磨性略优于CoCrW涂层。磨损表面形貌分析表明,两种涂层的磨痕表面存在剥落坑和剥层现象,磨损机制以剥层和磨粒磨损为主。     

超音速火焰喷涂涂层特性研究

研究分析了ＷＣ－Ｃｏ和ＮｉＣｒＢＳｉ两种超音速火焰喷涂涂层的内聚结合强度、残余应力、显微组织结构、孔隙率、显微硬度和耐磨性能。对热喷涂涂层残余应力的测试与分析采用了改进的Ａｌｍｅｎ试验方法,并测得了客观的涂层残余应力及其与涂层厚度和喷涂工艺的关系。应用单摆冲击划痕试验法测得了热喷涂涂层内聚结合强度。     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层的高速磨削机理试验研究

针对超音速火焰喷涂WC-17Co高硬涂层的加工难题,对WC-17Co涂层进行了高速/超高速磨削试验。通过考察不同金刚石砂轮和磨削工艺参数对磨削力、磨削温度和表面残余应力、表面/亚表面微观形貌和表面粗糙度的影响,讨论了最大未变形切屑厚度与比磨削能的内在关系,分析了磨削温度对表面残余应力的作用规律,探讨了法向磨削力对涂层亚表面损伤的作用规律。结果表明：WC-17Co涂层磨削去除是脆性和延性去除并存;提高砂轮线速度将使磨削力先快速减小后缓慢增大,磨削温度持续升高,涂层磨削从脆性去除转为延性去除的趋势也逐渐增强,表面残余应力由压应力逐渐转变为拉应力,而磨削高温引起涂层热塑性变形是表面残余应力状态转变的根本原因。涂层亚表面磨削损伤层平均深度随法向磨削力的增大而变大。提高砂轮线速度、降低工作台速度和减小磨削深度均能增大涂层磨削塑性去除的比例。     

超音速火焰喷涂工艺及涂层质量控制

超音速火焰喷涂(HVOF)WC10Co4Cr合金以其优良的耐磨性和耐蚀性及对环境的友好性等优点,在飞机起落架轴类零件上已有取代镀硬铬之势;但是,实际生产中,HVOF涂层常常出现起皮、剥落、隆起、裂纹、崩裂和有开口于表面的孔洞及不连续等缺陷,严重影响了喷涂质量,制约了产品的正常使用。通过加强对工艺辅助材料、设备及维护、制造过程、工艺和人员等环节的控制,使某型号超高强度钢轴类零件涂层质量问题的发生率从20%降低到1%以下,经过长期的实践检验,验证了其对指导生产具有一定的现实意义。     

超音速火焰喷涂微米和纳米结构WC-12Co涂层及其性能

以纳米和微米级WC-12Co粉末为原料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在16Mn基体上制备了两种涂层.利用X射线衍射仪对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察,探讨了粉末结构、涂层的组织和结构以及抗磨粒磨损的性能.结果表明:WC-12Co粉末结构对涂层的组织结构影响非常显著,微米WC-12Co粉末中的WC的分解基本上得到了抑止,而纳米结构的粉末由于出现了WC的部分分解,导致了纳米涂层的抗磨粒磨损性能相对于微米涂层提高不多,但是与基体16Mn相比,两种涂层均表现出优异的抗磨粒磨损性能.     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的力学性能及断裂机理

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在不锈钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层,测试了涂层的显微硬度和结合强度,研究了涂层的物相组成和横截面、断裂面的形貌,分析了涂层的断裂方式和断裂机理。结果表明:WC-10Co4Cr涂层的平均显微硬度达1 147.6HV,结合强度为70MPa;涂层的拉伸断裂为典型的脆性断裂,没有明显的塑性变形过程;涂层中颗粒间的孔隙和微裂纹在外应力的作用下形成裂纹,裂纹沿颗粒与颗粒间的界面扩展并伴随扩展方向的偏转,最终导致涂层的断裂。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦学特性

运用高速火焰喷涂方法，选用自主研发的Fe-Al／CrsC2喷涂材料，在20钢基体上制备了复合涂层。利用XRD分析了涂层的相组成，利用SEM分析了涂层表面以及磨损表面形貌，对涂层进行了EDAX分析，并对涂层的摩擦学特性进行了研究。结果表明：高速火焰喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层中主要相包括Fe3Al、Cr3C2和α-Fe相，涂层的磨损率随温度的升高而下降，具有很好的抗高温磨损性能。     

超音速喷涂含氟化物涂层工艺研究

在航空发动机设计中,正确地选择和使用涂层对保证和提高机件的可靠性、耐久性和寿命至关重要。本文简要介绍了刷式密封及超音速喷涂机理及特点,阐述了超音速喷涂含氟化物的碳化铬/镍铬自润滑耐磨涂层的工艺方法,对含氟化物的碳化铬/镍铬涂层进行结合强度试验、热震试验、硬度测定和金相分析。结果表明,超音速喷涂含氟化物的碳化铬/镍铬涂层的层间氧化物含量和孔隙率低、组织致密、结合强度高,能显著提高刷式密封的封严效果。     

Structure of Micro-nano WC-10Co4Cr Coating and Cavitation Erosion Resistance in NaCl Solution

Cavitation erosion(CE) is the predominant cause for the failure of overflow components in fluid machinery. Advanced coatings have provided an effective solution to cavitation erosion due to the rapid development of surface engineering techniques. However, the influence of coating structures on CE resistance has not been systematically studied. To better understand their relationship,micro-nano and conventional WC-10Co4 Cr cermet coatings are deposited by high velocity oxygen fuel spraying(HVOF), and their microstructures are analyzed by OM,SEM and XRD. Meanwhile, characterizations of mechanical and electrochemical properties of the coatings are carried out, as well as the coatings' resistance to CE in 3.5 wt % Na Cl solution, and the cavitation mechanisms are explored. Results show that micro-nano WC-10Co4Cr coating possesses dense microstructure, excellent mechanical and electrochemical properties, with very low porosity of 0.26 ± 0.07% and extraordinary fracture toughness of 5.58 ± 0.51 MPaám~(1/2). Moreover, the CE resistance of micro-nano coating is enhanced above 50% than conventional coating at the steady CE period in 3.5 wt % Na Cl solution. The superior CE resistance of micronano WC-10Co4Cr coating may originate from the unique micro-nano structure and properties, which can effectively obstruct the formation and propagation of CE crack. Thus,a new method is proposed to enhance the CE resistance of WC-10Co4Cr coating by manipulating the microstructure.     

水泵WC-10Co4Cr微纳米复合涂层技术的研究与应用

泥沙磨蚀是影响水泵工作效率和使用寿命的关键技术问题之一,利用WC-10Co4Cr微纳米复合涂层技术可以较好的解决这一问题。采用超音速火焰热喷涂技术在水泵过流部件常用材料00Cr18Ni5Mo3Si2不锈钢上制备该涂层,并对涂层的硬度、耐磨损、耐磨蚀等性能进行了研究。结果表明:高强度、高硬度以及较好的韧性使得涂层具有远高于基材的耐磨性能,并且涂层与基材之间呈高强度结合使得涂层不易开裂和剥落,能够保证较长的使用周期。将其应用到高泥沙河流水泵过流部件表面,可以大幅提高水泵的抗磨蚀性能,延长其使用寿命。     

空气助燃超音速火焰喷涂WC涂层的性能及应用

采用空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)技术制备了WC涂层,对该涂层的耐磨性、耐腐蚀性、韧性、涂层结合强度等性能进行了研究,并与电镀硬铬层进行了性能与实际使用寿命对比。结果表明:采用HVAF制备的WC涂层的耐磨性是电镀硬铬层的10倍,涂层的耐腐蚀性和韧性明显优于电镀硬铬层的;以WC涂层在瓦楞辊中的应用为例,采用上中下位置喷涂方法制备的WC涂层厚度均匀,控制喷涂角度大于60°和基体硬度小于60 HRC对WC涂层的结合强度有利,WC涂层瓦楞辊的使用寿命是电镀硬铬瓦楞辊的4~6倍。     

超音速火焰喷涂在板式热交换器中的应用

对超音速火焰喷涂技术在板式热交换器中应用的可行性进行分析,确定了喷涂材料的选择依据和喷涂后应进行的性能指标试验,对比分析了喷涂后的优势,为该技术在板式热交换器中的推广应用提供参考与依据。