热处理条件对WC-Co涂层性能的影响

采用喷雾转化法制备WC-Co复合粉末,再经超音速火焰(HVOF)喷涂制备WC-Co耐磨涂层,并分别在N₂和真空气氛中进行550、750、950℃热处理。研究了热处理条件对涂层物相、显微组织、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:真空气氛热处理涂层较N₂气氛热处理涂层的脱碳程度更低,且孔隙率也更低;真空热处理工艺可显著提高涂层硬度,改善涂层耐磨性,750℃真空热处理涂层磨损率可降至喷涂态涂层的47%,HV_0.3硬度达到1 550。     

干冰冲击在超音速火焰喷涂厚WC-Co涂层中的应用

超音速火焰喷涂过程中产生的残余应力会限制涂层的厚度。在研究中,为了获得高质量WC-Co厚涂层,在超音速火焰喷涂过程中采用了干冰冲击技术,这主要是由于干冰冲击对涂层产生了高效冷却和机械锤平。本研究采用X射线衍射,扫描电镜和能谱能对粉末和涂层得微观结构和相分布进行表征。此外,本文对涂层的硬度、抗滑动摩擦等性能也进行了研究。最后我们得出结论,干冰冲击能有效地细化晶粒尺寸,提高涂层硬度,致密度和抗滑动摩擦性能。本研究采用超音速火焰喷涂和干冰冲击联合的工艺方法喷涂WC-Co粉末,以提高冷却效率和喷涂过程中的类喷丸效应。该方法也可以用来制备厚的WC-Co涂层。本文还研究了涂层的微观组织、相组成和摩擦磨损性能。     

浸锌-热浸锌沉没辊专用喷涂粉末的制备及涂层性能

采用球磨-制粒-烧结法研制热浸锌沉没辊专用喷涂粉末,采用超音速火焰喷涂法(SFS)制备涂层,研究喷涂粉末及涂层性能。结果表明,所制备的粉末为圆球形,流动性好,沉积效率高,与常规WC-Co涂层粉末相比,热浸锌专用涂层粉末中含有大量的η相。本工作研制的喷涂粉末所制涂层与基体的结合强度大于62 MPa,涂层中孔隙度仅1.2%。涂层中粘结相以η相形式存在。对采用热浸锌专用喷涂粉末制备的涂层进行现场使用考察,其使用寿命为国内常规WC-Co涂层使用寿命的近4倍。     

一种新型热喷涂WC-FeCrAl粉末与标准WC-Co粉末的对比研究

本文对比分析了一种WC-FeCrAl基喷涂粉末和标准WC-Co粉末的性能、喷涂焰流特点、涂层的喷涂堆积特点和涂层性质,并对两种喷涂粉末和喷涂涂层进行了XRD分析.任何类型的热喷涂涂层是由单个喷涂粉末堆积而成,本文以此为研究切入点.一种新的检测方法可以在极短的暴露时间中记录喷涂焰流中喷涂粉末的行程从而实现对这些粉末状态的检测[1].研究发现,对于这两种粉末材料,喷涂参数和涂层性质之间的相互依赖性大体是一样的,不同之处主要在于喷涂过程中材料的相稳定性.XRD测试表明,标准的WC-Co粉末中,WC没有表现出任何可识别的相转移,然而却在WC-FeCrAl粉末中发现W2C的形成以及基材的氧化.     

两种钴碳化钨涂层的组织性能研究

选用核壳包覆WC-Co粉末与团聚烧结钴碳化钨粉末进行物理性能对比,采用等离子喷涂系统制备涂层。通过SEM、显微硬度和化学成分等分析手段,检测两种涂层的性能。结果表明核壳包覆WC-Co粉末有效减少喷涂过程中碳的烧损,同比减少失碳量21.8%,涂层相对致密均匀,孔隙率小于5%;粉末沉积率高于团聚烧结WC-Co,达到52.2%,显微硬度873.6HV0.2,明显高于团聚烧结WC-Co 637.3HV_(0.2)。     

超音速等离子喷涂WC-Co涂层的冲蚀磨损机理研究

用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了30(°)和90(°)攻角的冲蚀磨损对比试验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明超音速等离子喷涂WC-Co涂层抗冲蚀性能与JP-5000相当,要优于DJ-2700;在30(°)冲蚀磨损条件下,WC-Co涂层的失效行为表现为疲劳剥落和微切削2种特征;在90(°)冲蚀磨损时,涂层的失效主要是垂直表面的磨粒冲击力导致涂层疲劳剥落。     

不同热喷涂技术对铁基非晶涂层的电化学腐蚀性能的影响

文章分别采用等离子喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂制备了铁基非晶涂层。研究了不同喷涂技术制备铁基非晶涂层的显微结构和电化学腐蚀性能,探讨了喷涂技术类型对电化学腐蚀机理的影响。结果显示,三种热喷涂技术制备铁基非晶涂层的非晶含量分别为78.23%、85.41%、89.58%。其中,爆炸喷涂制备的铁基非晶涂层拥有最优的抗腐蚀性能。不同喷涂技术所制备的涂层孔隙率和非晶含量存在较大差异,进而影响了电化学腐蚀机理和抗腐蚀性能。     

超音速等离子喷涂制备WC-Co涂层的技术经济分析

介绍了应用自行开发的高效能超音速等离子喷涂技术(HEPJet)制备WC-12Co涂层的一些性能与技术特点,并与APS和目前应用较多的超音速火焰(HVOF)喷涂方法进行了技术经济对比分析。结果表明HEPJet制备的WC-Co涂层中WC的分解和失碳现象较APS显著改善,而涂层的氧化低于HVOF,使涂层的性能优于APS,与HVOF相当;另一方面由于HEPJet制备WC-Co涂层的沉积效率高,能耗低,综合喷涂成本下降,显示出良好的技术经济特色。     

新型耐磨抗熔蚀用WC-WB-Co复合涂层性能研究

本文利用硼化物高温自修复性,以超细WC、WB以及Co粉为原料,按一定比例混合,采用喷雾干燥法及等离子表面致密处理工艺制备了WC-WB-Co核壳结构的复合粉末;采用超音速火焰喷涂制备了耐磨抗熔蚀涂层,并对涂层的微观组织,涂层硬度,结合强度,抗熔融侵蚀性能等进行研究,结果表明:该复合粉末可用于超音速火焰喷涂,所制备复合涂层结合强度高,孔隙率低,能有效提升样件抗熔锌铝腐蚀能力。     

高速火焰喷涂WC-Co飞行粒子与涂层的物相分析

本文用高速火焰喷涂方法(HVOF)对WC-Co粉末进行喷涂,采用水冷法对喷涂中的飞行粒子进行收集,并以45#钢为基体制备了相应涂层。采用聚焦离子束(FIB)切割的方法,分别制备了粉末、飞行粒子和涂层的薄片状透射电镜样品。采用能谱检测了样品中各元素的分布情况,选区电子衍射法鉴定了样品中的物相。结果表明,W和C元素在喷涂过程中向Co基体中扩散,在冷却过程中与Co形成非晶相。η相在WC颗粒的边缘形成。     

摩擦条件对超音速火焰喷涂WC-17Co涂层摩擦磨损性能的影响

采用球/盘试验机研究不同摩擦条件下超音速火焰喷涂WC-17Co涂层的摩擦磨损性能,结合氧化膜截面和磨痕表面的SEM观测,磨痕表面物相的XRD分析,探索摩擦条件对WC-Co涂层摩擦学行为和磨损机制的影响。结果表明:在本文试验条件下,温度和载荷是影响WC-17Co涂层摩擦学行为的主要因素。室温~550℃范围,温度升高促进磨痕表面氧化物的形成,使WC-Co涂层的摩擦系数明显降低并且磨损率增加缓慢;650℃时剧烈氧化导致涂层磨损失效。室温~450℃范围,载荷增加促进摩擦过程中氧化物的形成,有利于改善WC-Co涂层的摩擦磨损性能;550℃和650℃时,载荷增加会加速去除氧化物且造成涂层表面机械损伤,从而加剧WC-Co涂层的磨损。     

基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究

介绍了基于激光重熔技术的纳米陶瓷颗粒改性热喷涂耐磨涂层复合加工方法.以SiC纳米颗粒和WC-Co及Al2O3-TiO2热喷涂涂层为研究对象,进行了涂层改性加工试验.使用扫描电镜分析了纳米颗粒改性重熔涂层微观组织结构,并分别对热喷涂涂层、激光重熔喷涂涂层和纳米颗粒改性涂层进行了耐磨性测试.结果表明:SiC纳米颗粒能有效改善热喷涂涂层组织,并能显著提高涂层耐磨损性能.     

钛表面厚碳化钨涂层研究进展

钛表面制备厚的碳化钨耐磨涂层的方法主要有喷焊、喷涂、激光熔覆3种。火焰喷焊可在钛表面制备2 400μm厚的WC耐磨涂层,涂层性能稳定,与基体为冶金结合;可通过预活化钛合金表面、增加重熔、中温回火等方式改善涂层性能。采用超音速火焰技术喷涂团聚烧结型的WC-Co粉末,可在钛表面制备4 153μm厚的耐磨层,涂层易出现W_2C脆性相、η反应相;通过工艺控制,涂层孔隙率可小于1%。采用激光熔覆可在钛表面制备2 900μm厚的WC耐磨层,涂层与基体虽为冶金结合,但存在裂纹、气孔等缺陷。3种方法均可制备毫米级厚的WC耐磨涂层,这种厚涂层将大大延长设备的使用寿命。     

超音速火焰喷涂WC-MoCoB涂层的制备和性能研究

本文主要在初始 WC-Co 体系中加入 Mo 和 B4C 粉末， 采用球磨混料-喷涂造粒-真空烧结技术制备出含有 三元硼化物的热喷涂粉体， 通过超音速火焰 (HVOF) 喷涂工艺制备出 WC-MoCoB 涂层。 采用扫描电子显微镜、 硬度计、 压痕仪、 X 射线衍射和滑动磨损试验表征了涂层的微观结构、 力学性能、 物相组成以及滑动磨损性能。 结果表明： 与常规 WC-Co 涂层相比， WC-MoCoB 涂层具有低孔隙、 结合致密的微观结构； 涂层的硬度分布稳定 性、 弹性模量和断裂韧性均得到了提高。 WC-MoCoB 涂层滑动磨损性能的增强主要体现在更低的摩擦系数和显 著降低的磨损率； 同时提高的塑性变形极限和对微犁切削的抑制作用、 增强的界面结合和改善的力学性能均对磨 损过程起到了关键作用， 有效地抵抗了磨损。     

NiCr过渡层对高速火焰喷涂WC-Co涂层摩擦磨损性能及疲劳磨损性能的影响

WC-Co涂层作为一种性能优异的涂层,逐渐被应用于轧辊的表面防护,目前大量实验研究的有热喷涂、激光熔覆制备WC-Co涂层。本文提出用高速火焰喷涂(HVOF)在常用轧辊材料Q235钢表面制备WC-Co涂层,同时在WC-Co涂层和基体之间加入NiCr过渡层。利用SEM、XRD、摩擦磨损测试、疲劳磨损测试等测试方法,对涂层形貌结构以及各项性能与无过渡层涂层进行对比研究。结果表明,加入NiCr过渡层后,WC-12Co+NiCr、WC-10Co-4Cr+NiCr涂层硬度分别为1059.64 HV_0.3、1016.96 HV_0.3,比WC-12Co涂层(960.01 HV_0.3)、WC-10Co-4Cr涂层(1012.20 HV_0.3)更高。WC-12Co+NiCr涂层的磨损率(5.19×10^-15 m³·(N·m)^-1)远低于WC-12Co涂层(6.59×10^-15 m³·(N·m)^-1     

超音速火焰喷涂鉄基粉末涂层取代硬镀铬在印刷行业的应用

目前,在印刷行业采用HVOF喷涂铁基合金涂层取代硬镀铬处理印刷辊成为必然的趋势。首先,采用喷涂AISI316L材料在此应用领域基本上可满足其抗腐蚀条件。不过,AISI316L材料的耐磨损性能却不能满足其应用环境。采用GTV公司的K2喷涂系统,使用两种不同的高铬含量和高硼含量硬合金材料可以达到更高的耐腐蚀性能和同等的抗磨损效果。当然,喷涂参数以及喷涂颗粒的状况和涂层的显微组织结构都需要进行优化。下文中对本涂层的耐磨和抗腐蚀性能与AISI316L材料和硬质合金材料进行了比较。新开发的铁基硬合金材料涂层的平均硬度可达850HV0.3。与传统的AISI316L涂层相比,在进行盐雾试验和摩擦磨损试验中,铁基合金材料涂层的耐腐蚀和抗磨损性能要高得多。试验结果得到证实,并且在目前全球顶尖的印刷设备生产商开始正式的投用。     

硬质颗粒对等离子熔覆碳化钨/多主元合金复合硬面涂层组织与耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术制备分别以铸造WC颗粒和烧结WC-Co球粒为硬质颗粒、以多主元合金为黏结相的2种硬面复合涂层,采用X射线衍射仪、扫描电镜、摩擦实验等手段,研究不同硬质颗粒对硬面复合涂层组织和耐磨性能的影响。结果表明：FeCrNi/WC-Co复合涂层中M₆C的体积分数为20.1%,低于FeCrNi/WC复合涂层中M₆C的体积分数(28.4%)。烧结WC-Co颗粒的热力学稳定性高,其WC的溶解程度低于铸造WC颗粒,可有效减少脆性M₆C碳化物的析出。FeCrNi/WC-Co复合涂层的耐磨性能优于FeCrNi/WC涂层。FeCrNi/WC-Co涂层中较少的M₆C相可避免涂层因脆性断裂而过早剥落,保证硬质相颗粒的完整性,提升硬面涂层的耐磨性能。     

基于ANSYS的WC-Co涂层对颚式破碎机齿板应力影响分析

针对PE 250×400颚式破碎机的齿板在使用中磨损严重的情况,提出在齿板齿面覆盖WC-Co涂层的方法,来降低齿板磨损,延长齿板使用寿命。采用模糊随机理论将最大破碎力分解至各齿上以分析齿板受力状态,通过Pro/e软件对颚式破碎机齿板实体建立模型,利用ANSYS 软件对齿板在不同厚度、不同涂层成分条件下的齿面应力进行分析,获得喷涂合适的厚度与喷涂材料,为今后颚式破碎机的研究与应用提供理论基础。     

用于海洋环境下活化腐蚀防护的高性能电弧喷涂层

采用铝或锌涂层的活性腐蚀防护是热喷涂技术应用最多的领域.每年大约要消耗20,000吨的喷涂线材,并且未来需求还在增加.热喷涂技术及材料无论是单独还是一起在海洋环境下使用,都有一定的标准.海上风力发电机（OWET）要求维护间隔时间尽可能长,这可以通过使用长寿命的表面涂层来满足使用要求.目前,金属喷涂涂层主要用于OWET的高应力部件,如法兰、框架和安装面.在实验室测试的过程中,研究了多种用于OWET的双涂层体系的抗腐蚀效果,其中金属涂层关注最多.制备了不同厚度和特性的Zn/A1和Al涂层,对部分涂层进行封孔处理,并制备有机涂层形成多层涂层体系.其目的之一是制备地氧含量的防护涂层,并和目前标准的工艺进行对比.依照ISO20340标准[5]对涂层和标样涂层的抗腐蚀性能进行了25周的循环老化测试评价,评估标准为：涂层划痕处的腐蚀和渗透、涂层起泡和锈蚀程度,以及涂层与基材的结合力.测试结果表明,喷涂金属涂层是一种有效的改善材料的抗腐蚀性能方法.采用活性气体作雾化气体的电弧喷涂或冷喷涂制备Zn/A115涂层能够提升涂层的防护效果,并且可以降低涂层的厚度,具有较好的经济前景.     

等离子喷涂镍基封严涂层热性能的研究

研究了镍基可磨耗封严涂层的抗热性能。采用等离子喷涂工艺喷涂镍基复合粉末,并对喷涂后涂层的抗热性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂制备的镍基封严涂层经过500℃不同时间热处理试验,涂层的硬度及显微组织仍能满足涂层的使用要求,涂层的抗热性能良好。