超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层工艺优化

为了进一步优化JP5000超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的制备工艺,本文采用四因素三水平正交实验方法研究了喷涂距离、煤油流量、氧气流量和送粉量等四个主要工艺参数对WC-12Co涂层孔隙率和显微硬度的影响。结果表明:煤油流量是影响涂层孔隙率和显微硬度的最显著因素,氧气流量与喷涂距离次之,送粉量的影响较小;本次试验得到的优化工艺参数为喷涂距离380mm、煤油流量22.5L/h、氧气流量2050SCFH、送粉量5.5r/min。在此工艺参数下制备的WC-12Co涂层,其孔隙率为0.33%,显微硬度为1392HV300。     

超音速火焰喷涂碳化物粒径不同的WC-10Co4Cr涂层在粗细磨粒下的磨损性能

改进的ASTM G65橡胶轮测试方法可采用220nm二氧化钛颗粒和368μm的砂粒分别在潮湿和干燥条件下使用。在由碳化物粒径不同(传统和亚微米)的两种粉末所制备的WC-CoCr涂层上开展试验,研究碳化物大小和磨损介质特性对涂层磨损性能的影响。采用扫描电镜对同一位置磨损前后的低倍和高倍形貌进行观察,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:磨损机理取决于碳化物和磨粒的相对大小。在样品上进行磨损定量分析,通过调整碳化物尺寸可改善磨损性能,测试涂层的一些力学性能用于对比。     

一种新型WC-12Co粉末喷涂工艺优化与涂层性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上采用新型WC-12Co粉末和不同喷涂工艺参数制备了5种涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率、开裂韧性和单道次沉积厚度.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜和金相显微镜对喷涂粉末、涂层的组织结构进行了观察.结果表明:该粉末...     

HVOF喷涂亚微米级WC-12Co涂层的物相变化与耐磨损性能

本文采用超音速火焰喷涂技术,以含有亚微米级WC颗粒的WC-12Co热喷涂粉末为原料,制备高硬度、高耐磨性的WC-12Co金属陶瓷涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损实验机等对涂层的微观组织结构及其耐磨性能进行了研究。研究结果表明:在喷涂过程中,所选用的各组工艺参数所制备的涂层中WC颗粒都发生了少量的脱碳分解;丙烷燃气流量越低、氧气流量越低、喷涂距离越长,WC的脱碳分解程度越低。在干磨擦、负载15kg、对磨环转速200r/min的条件下,涂层的磨损机制为:初期为对软相金属Co的犁沟切削,然后以硬质的WC作为磨粒的磨粒磨损为主,磨损后期还出现了一定程度的粘着磨损。在磨损过程中发生了少量物相转移,在涂层表面可以检测到Fe元素。     

超音速火焰喷涂碳化物粒径不同的WC—10Co04Cr涂层在粗细磨粒下的磨损性能

改进的ASTM G65橡胶轮测试方法可采用220nm二氧化钛颗粒和368μm的砂粒分别在潮湿和干燥条件下使用。在由碳化物粒径不同（传统和亚微米）的两种粉末所制备的WC-CoCr涂层上开展试验,研究碳化物大小和磨损介质特性对涂层磨损性能的影响。采用扫描电镜对同一位置磨损前后的低倍和高倍形貌进行观察,并分析了涂层的磨损机理。结果表明：磨损机理取决于碳化物和磨粒的相对大小。在样品上进行磨损定量分析,通过调整碳化物尺寸可改善磨损性能,测试涂层的一些力学性能用于对比。     

M152钢基体超音速火焰喷涂WC-17Co涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在M152钢上制备了WC-17Co涂层。对WC-17Co涂层的耐磨性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明超音速火焰喷涂WC-17Co涂层显著提高了M152钢基体的抗盐雾腐蚀性能,同时WC-17Co涂层具有优异的抗氧化性能和耐磨性能,可用于M152钢零件中温区域的耐磨、耐蚀防护。     

铜基体上超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的摩擦磨损性能

为提高铜基复合材料的耐磨性,利用超音速喷涂法在铜基复合材料表面制备了WC-12Co耐磨涂层。实验分析了涂层的微观结构、硬度、截面元素分布,并以载荷、转速为变量对涂层的耐磨性进行测试,深入分析了涂层的磨损机制及转速、载荷对涂层磨损率、摩擦因数的影响。结果表明:涂层的微观组织均匀、硬度高;耐磨性好,体积磨损率仅为10-14~10-13m3/(m·N)数量级,磨损机制主要是粘接相犁削、碳化物硬质相的脱落和涂层的剥落,磨损率、摩擦因数随转速、载荷的变化涂层呈现出不同的规律。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的滑动磨损特性

利用超音速火焰喷涂工艺在铜基复合材料表面制备WC-12Co涂层.分析了涂层的微观结构、相组成和含量以及表面和截面硬度,并对涂层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明：涂层组织和截面硬度分布均匀,耐磨性好,摩擦过程中会形成两种摩擦膜.磨损率随载荷增加而呈增大趋势,随转速的增加呈先减小后增大的趋势.涂层最适用的环境为300~500 r·min^-1和2~3 N,磨损率与滑动速度间的回归方程满足一元二次函数;磨损率与载荷间的回归方程满足指数方程.     

沉没辊WC-12Co涂层爆点缺陷原因分析

利用金相显微镜、扫描电镜和能谱等检测设备,对沉没辊WC-12Co涂层原料、涂层结构和涂层性能进行了检测分析,研究了涂层产生爆点缺陷的原因。结果表明:WC-12Co涂层的孔隙率、涂层硬度、表面粗糙度等指标均在规定范围内,爆点缺陷产生的原因是由于锌液腐蚀使涂层逐渐剥落减薄,爆点缺陷的出现表示涂层即将失效。为避免产生爆点缺陷,可选择的方法是优化封孔工艺,增强封孔剂对涂层的保护效果。     

超音速火焰喷涂技术制备的双峰WC–CoCr涂层磨粒磨损特性

采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)工艺分别制备了双峰结构和常规结构的WC–CoCr复合涂层。比较了不同结构WC–CoCr涂层的组织结构、显微硬度和断裂韧性;在涂层磨粒磨损实验的基础上,探讨了双峰结构WC–CoCr涂层的磨损机理。结果表明:与常规结构的WC–CoCr复合涂层相比,在由含质量分数30%超细WC粉末制备的双峰结构涂层中,WC在黏结相中溶解最多,断裂韧性最低;由含质量分数50%超细WC粉末制备的双峰结构涂层最致密,显微硬度与断裂韧性最高,耐磨粒磨损性能最优良。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的高温摩擦磨损性能

WC-Co-Cr是一类具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀的金属陶瓷复合涂层材料,常用于工业生产中苛刻服役环境的工件表面防护。本试验采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在Q235钢表面分别制备了WC-12Co-4Cr和WC-12Co复合涂层。使用XRD、光学显微镜、SEM以及附带的EDS、显微硬度计分别对比研究了两组涂层的物相、微观形貌、元素分布、显微硬度和孔隙率。采用球盘式摩擦试验机重点研究两组涂层在常温(25℃)、300℃、600℃下的摩擦磨损性能。实验结果表明,加入Cr元素的WC-12Co-4Cr复合涂层的硬度为1050 HV0.5比WC-12Co涂层的995 HV0.5更高。常温和300℃下两组涂层的抗摩擦磨损性能基本相似,其中常温下WC-12Co-4Cr复合涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.4、2.61×10^-17 m³ (N·m)^-1,磨损机制为磨粒磨损。而在高温(600℃)条件下磨损机制转变为粘着磨损且抗磨损性能显著优于WC-12Co涂层;摩擦系数为0.62、磨损率为1.1×10^-15 m^...     

等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究

采用等离子喷涂方法,在不同送粉量和喷涂距离下制备WC-12Co涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、结合强度、表面硬度及耐磨耐蚀性能的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试分析了涂层的形貌和成分;利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度;利用万能试验机测定了涂层的抗拉强度;利用高速环块磨损实验机测试了涂层的耐磨性能;利用CHI660D电化学工作站和三电极体系测试了涂层的电化学性能.结果表明,喷涂过程中送粉量和喷涂距离的改变对WC-12Co涂层的结合强度和硬度影响显著,喷涂过程中有新相产生,合理喷涂工艺参数的优选可使涂层的抗拉强度和表面硬度显著提高,涂层孔隙分布均匀,耐磨耐蚀性能良好.     

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。     

HVOF制备WC-12Co太阳能选择性吸收涂层性能的研究

本文选用微米、亚微米和纳米结构三种WC-12Co金属陶瓷复合材料,采用超音速火焰喷涂方法（HVOF）制备了金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层,测量了WC-12Co太阳能选择性吸收涂层的吸收率和发射率,并探讨了制备工艺、粉末中WC颗粒尺寸和涂层厚度对涂层性能的影响。     

Ag含量对WC-12Co/Ag涂层高温摩擦性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术制备了三种不同Ag含量(10%,15%和20%)的WC-12Co/Ag涂层,将其高温摩擦性能与WC-12Co涂层进行对比。通过微观检测手段分析了Ag在涂层中的分布形态;检测了500℃,不同载荷(50N,100N,150N和200N)条件下,WC-12Co/Ag涂层摩擦因数随摩擦行程增加而变化的情况;并观察了涂层高温摩擦试验后磨痕微观形貌以及Ag元素的分布状态。试验结果表明:Ag元素在涂层中均匀分布,涂层中的Ag主要以单质的形式存在;在500℃条件下,当Ag含量大于15%时,Ag元素在磨损界面处形成一定厚度的连续润滑膜,起到良好的自润滑作用。     

面向工程机械绿色再制造的超音速火焰喷涂碳化钨硬面涂层的性能

绿色再制造工程在上世纪八十年代国际上兴起,并成为发展最快的新型研究领域和新兴产业之一。本文利用超音速火焰喷涂技术制备WC-12Co涂层,探讨了该涂层在磨损失效的ZL50C型装载机驱动桥差速器的十字轴领域的应用可能性。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线、显微硬度计和拉伸测试对所制备的涂层进行了评定,以硬度为目标,所获的优化工艺参数为:丙烷压力为0.45MPa,流量为17L/min,氧气压力为0.65MPa,流量为167L/min,喷涂距离为275mm。通过优化工艺参数制备的WC-12Co涂层致密,孔隙率低于1%,涂层由WC、Co和部分分解的W2C等组成;涂层的显微硬度为1100HV0.1左右,结合强度超过63.7MPa。通过在十字轴的表面制备了厚度约500μm的WC-12Co涂层,恢复了轴的直径尺寸,并大大改善了十字轴的耐磨性,该类涂层适用于十字轴等耐磨工程机械零部件的再制造。     

低温超音速火焰喷涂纳米WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以纳米和微米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,采用SEM、XRD、和显微硬度仪等对LT-HVOF WC涂层显微结构和性能进行了表征.结果表明：n-WC涂层、lm-WC涂层的显微结构与普通超音速火焰喷涂WC涂层没有明显的区别,其主晶相为WC; m-WC涂层呈明显的层状结构,涂层中WC颗粒尖端发生了钝化和部分熔化,粒径变小,并形成了WC/的核壳结构;其主晶相为.n-WC涂层显微硬度较lm-WC涂层低,但其韧度高而使涂层的磨损失重最低;m-WC涂层的显微硬度和韧度最低,磨损失重最大.     

喷涂距离对超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层沉积效率及耐磨粒磨损性能的影响

以-45~+15μm WC10Co4Cr团聚烧结球形喷涂粉末为原料,采用GTV超音速火焰喷涂(HVOF)系统K2喷枪,通过改变喷涂距离(300、340和380 mm)制备3种涂层,应用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征涂层结构和性能。结果表明:随喷涂距离减小,WC10Co4Cr涂层孔隙率降低、显微硬度增加、耐磨粒磨损性能增强,但粉末的沉积效率降低;喷涂距离为300~380 mm时,WC10Co4Cr涂层的物相组成均为WC、W2C及少量非晶相;喷涂距离为300~340 mm时,WC10Co4Cr涂层显微硬度和耐磨粒磨损性能变化较小;结合磨损区域中心位置的微观结构、涂层物理性能和表面粗糙度变化,探讨WC10Co4Cr涂层的磨粒磨损和喷涂距离的影响机制。     

超音速火焰喷涂86WC-10Co-4Cr涂层的抗氧化性能

86WC-10Co-4Cr是WC基金属陶瓷涂层中最具代表性的一种涂层材料,WC基涂层材料的失效与其工作温度密切相关,研究86WC-10Co-4Cr涂层在空气中的氧化行为并得出其适宜的工作温度具有重要的意义。试验利用超音速火焰喷涂设备制备高致密度的86WC-10Co-4Cr涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、显微硬度计等分析检测手段对涂层氧化前后物相、微观形貌及显微硬度进行表征,并对涂层材料的氧化机制和显微硬度下降原因进行了探讨。结果表明:粉末喷涂过程中会造成少量WC相脱碳和金属相非晶化;86WC-10Co-4Cr涂层在500℃以下具有优良的抗氧化性能,在500℃以上涂层氧化后孔洞增多且出现微裂纹,高温下涂层中的WC、W2C以及金属相Co与Cr与空气中的O2发生反应生成WO3、CoWO4和CrWO4;氧化后涂层的显微硬度随氧化温度升高而降低,涂层在540℃的显微硬度仅为566.76,与氧化前相比下降了54.07%,氧化物生成及孔洞和微裂纹的出现是导致涂层显微硬度明显下降的主要原因。