真空等离子喷涂WC—Co涂层性能研究

研究了真空等离子喷涂(VPS)WC—Co涂层的性能，如涂层的结合强度、显微硬度、孔隙率、相组成和碳含量等。并与大气等离子喷涂(APS)的WC—Co涂层的性能作了对比。结果表明VPS的WC—Co涂层性能明显优于APS的WC—Co涂层的性能。     

三种超音速热喷涂工艺制备WC-12Co涂层的组织结构分析

用新研制的超音速等离子喷涂(S—APS)和2种进口超音速火焰喷涂(HVOF)设备制备了WC—12Co涂层，分析了3种喷涂工艺对涂层的表面和断面显微形貌、组织结构、孔隙率和氧化、脱碳，以及涂层的显微硬度、结合强度的影响。结果表明，在所试验的条件下，超音速等离子喷涂WC—12Co涂层显示出最致密的组织结构和最高的显微硬度。     

YF12硬质合金粉末的等离子喷涂

研究了以YF12（WC—12％CO）硬质含金粉作喷涂材料,并采用APS大气等离子装置进行涂层试验,表明YF12硬质含金粉末适于等离子喷涂,涂层粘结强度高,耐磨性能好。     

在脉冲等离子喷涂WC—Co时脉冲能量对涂层微细结晶结构的影响

用脉冲等离子喷涂法在钢和铝基体上制取了WC－Co硬质合金涂层,用X射线照相法研究了其相成分,并计算出亚结构特性与脉冲能量的关系,查明,脉冲等离子喷涂的WC－Co涂层的亚结构参数明显依赖于脉冲能量的大小和基体材料。     

超音速等离子喷涂WC/Co纳米结构涂层性能研究

采用超音速等离子喷涂设备分别制备了含纳米结构和普通结构的WC／Co涂层。研究了2种涂层的结合强度、显微硬度和摩擦磨损性能，并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层喂料(纳米WC／Co粉体)、涂层表面形貌和晶粒结构进行了分析。结果表明：含纳米结构涂层的性能优于普通的WC／Co喷涂涂层，纳米晶粒细晶强化是涂层性能提高的主要原因。     

牙轮钻头金属密封环表面喷涂WC-Co涂层耐磨性研究

金属密封环的密封稳定性直接影响到牙轮钻头的使用寿命,利用等离子喷涂技术在牙轮钻头金属密封环材料20CrNiMo合金钢表面喷涂WC—Co硬质涂层,以期提高其表面耐磨性能,从而提高牙轮钻头的寿命。用显微硬度仪测试涂层的硬度,用MFT-4000型高速往复摩擦磨损实验机对涂层进行耐磨性能实验,并用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分析了涂层的截面形貌和相结构。结果表明：等离子喷涂WC—Co涂层后,试样表面硬度显著提高,摩擦因数减小,抗磨损性能大幅提高。     

等离子喷涂WC-Co涂层的微观组织及硬度

以普通低碳钢Q235A为基体，钴基碳化钨陶瓷粉末WC-12Co为热喷涂材料，采用低功率（5．2kW～9．1kW）内送粉等离子喷涂方法，在保持等离子弧电流恒定的情况下，通过改变弧电压来制备不同功率下的WC-Co陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪对涂层的显微组织和相结构进行观察与分析，并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV，研究喷涂条件对形成的WC-Co陶瓷涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律。结果表明：原始喷涂粉末的XRD图谱中仅能观察到主相WC和极少量的金属Co，而低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层中则除了WC相以外，还含有W2C，Co3W3C，Co3W9C4等其它相，并且随着等离子喷涂功率的增加，WC衍射峰强度降低，而包括W2C在内的其它相衍射峰强度升高。等离子喷涂WC-Co涂层微观组织为大量硬质相（WC，W2C，CO3W3C或Co3w9C4）颗粒弥散分布于较软的富Co粘结剂之中。保持等离子弧电流130A不变，涂层显微硬度随弧电压升高呈现先下降后上升的变化规律，并且电压70v时涂层具有最高的显微硬度。     

HVAP 及 HVOF 工艺制备 WC10Co4Cr 复合涂层及其性能研究

目的对比研究超音速等离子喷涂(HVAP)技术与超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC10Co4Cr涂层,并根据涂层组织形貌与电化学特性判断两种工艺的优劣。方法采用SEM及XRD分析WC10Co4Cr复合涂层的微观形貌和物相,在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中对涂层进行电化学分析。结果 WC10Co4Cr涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,涂层有较小程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,超音速等离子喷涂技术制备的涂层表现出优异的抗电化学腐蚀性能。结论超音速等离子喷涂技术制备的WC10Co4Cr涂层显微硬度为1197HV,孔隙率为0.50%,腐蚀电位为-0.3947 V,腐蚀电流密度为9.19×10-7A/cm2,腐蚀速率为1.01×10-2g/(m2·h),腐蚀深度为1.09×10-2mm/a,具有与超音速火焰喷涂涂层相似的耐腐蚀性能。     

等离子喷涂WC/Co涂层耐中性盐雾腐蚀性能

采用等离子喷涂法在普通铸铁基体上制备了WC/Co涂层,通过扫描电镜(SEM),能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对WC/Co涂层微观组织与结构进行了观察和表征。对WC/Co涂层进行中性盐雾腐蚀实验,分析了表面组织形貌以及腐蚀产物成份,研究了WC/Co涂层的盐雾腐蚀类型,并对其抗盐雾腐蚀机理进行了探讨。结果表明,等离子喷涂制备的WC/Co涂层物相主要以W2C和C相为主,盐雾腐蚀后其主要成份没有发生变化;铸铁表面腐蚀严重,其腐蚀类型以全面腐蚀和应力腐蚀破裂为主;WC/Co涂层表面腐蚀比较轻微,其腐蚀类型以选择性腐蚀为主,应力腐蚀破裂为辅;WC/Co涂层抗腐蚀性能远优于铸铁基体,有效地提高了喷涂后铸铁基体的抗盐雾腐蚀性能。     

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.     

激光重熔等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层组织及高温磨损性能

为了提高等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响．用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构、相组成和显微硬度,同时对涂层的高温摩擦磨损特性进行了考察．结果表明,激光重熔消除了等离子喷涂层的层片状结构、孔隙等缺陷,涂层致密度提高;另外在激光高能量密度作用下,WC颗粒部分熔化,并在周围析出枝晶结构．激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其磨损性能也显著高于原等离子喷涂层．     

化学镀镍对C／PMR 15表面WC／Co涂层抗热震性能的影响

北京理工大学材料科学与工程学院研究了C／PMR 15基体上化学镀镍对WC／Co涂层抗热震性能的影响，并与喷涂PMR 15粉末作为过渡层的方法进行比较，结果表明：(1)等离子喷涂与C／PMR 15基体结构相同的PMR15粉末，由于未能发生充分交联反应，PMR15涂层不连续．不能得到完整的镍基合金层和WC／Co涂层。     

高含沙水流用水轮机叶片表面热喷涂WC/Co涂层的性能

通过高速火焰喷涂技术(高速氧-燃气喷涂,HVOF)在水轮机叶片用06Cr13不锈钢表面喷涂WC/Co涂层。采用金相显微镜、硬度计、万能试验机分析了WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度;并在高含沙水流环境中通过冲蚀、汽蚀试验测试WC/Co涂层的耐冲蚀性能和耐汽蚀性能。结果表明:WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度分别为0.68%、1211HV、70MPa;WC/Co涂层具有优良的耐冲蚀性能,冲蚀后其磨损量仅为06Cr13不锈钢基体的0.18倍;WC/Co涂层具有良好的致密度、结合力及强韧性,因此涂层也具有优良的耐汽蚀性能。     

亚微米WC添加对超音速火焰喷涂WC–Co涂层磨损性能影响

采用湿法球磨将亚微米WC（~300 nm）和WC–12Co粉末混合均匀并使亚微米WC均匀粘附于WC–12Co粉末的表面,采用超音速火焰喷涂方法（HVOF）在304不锈钢基体表面制备WC和WC–12Co的WC–Co复合涂层,研究亚微米WC的添加对涂层相组成、显微硬度、耐磨性能和表面形貌的影响。利用X射线衍射分析涂层相组成,压痕法测试涂层的显微硬度,通过往复式摩擦磨损实验测试磨损性能,扫描电子显微镜（SEM）对涂层磨损表面和断面进行微观形貌观察,并分析涂层的磨损过程和机制。结果表明,添加质量分数5%的亚微米WC颗粒显著提高了涂层的显微硬度（16.3%）;增强了涂层的耐磨性,磨损率从6.09×10-7 mm3/Nm减小到5.15×10-7 mm3/Nm（减小13.8%）;亚微米WC颗粒喷涂后在涂层中保持了WC相,并主要存在于WC–Co扁平粒子界面和孔隙。基于涂层中扁平粒子的结合特性与磨损失效特征,建立强化模型,分析亚微米WC颗粒对涂层扁平粒子界面的强化机制。     

超音速火焰喷涂WC/Co涂层的组织性能研究

分析比较了等离子喷涂、超音速火焰喷涂的WC／Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明：超音速火焰喷涂涂层具有与粉末相近的相结构，与等离子喷涂相比涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性，涂层与基体结合情况也得到很大的改善。     

等离子熔-喷WC-17%Co涂层工艺参数对外观形貌的影响

等离子熔-喷技术同时具备等离子喷涂、熔焊技术的综合特点,可以实现各种陶瓷材料涂层与基体的冶金结合。Co基WC具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等一系列优点。采用等离子熔-喷技术在Q235钢基体表面制备WC-17％Co涂层,通过研究等离子熔-喷工艺参数（等离子熔枪和喷枪角度、熔枪和喷枪与基材表面的距离、熔-喷速度、喷涂送粉量）对涂层外观形貌的影响,获得最佳的工艺参数,制备出外观形貌良好、无缺陷的熔-喷涂层。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

等离子喷涂WC-Co涂层的微观组织及硬度

以普通低碳钢Q235A为基体,钴基碳化钨陶瓷粉末WC-12Co为热喷涂材料,采用低功率(5.2 kW～9.1 kW)内送粉等离子喷涂方法,在保持等离子弧电流恒定的情况下,通过改变弧电压来制备不同功率下的WC-Co陶瓷涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪对涂层的显微组织和相结构进行观察与分析,并使用MH-6维氏硬度仪测量涂层的显微硬度HV,研究喷涂条件对形成的WC-Co陶瓷涂层微观组织、相组成和硬度的影响规律.结果表明:原始喷涂粉末的XRD图谱中仅能观察到主相WC和极少量的金属Co,而低功率等离子喷涂WC-Co陶瓷涂层中则除了WC相以外,还含有W2C,Co3W3C,Co3W9C4等其它相,并且随着等离子喷涂功率的增加,WC衍射峰强度降低,而包括W2C在内的其它相衍射峰强度升高.等离子喷涂WC-Co涂层微观组织为大量硬质相(WC,W2C,Co3W3C或Co3W9C4)颗粒弥散分布于较软的富Co粘结剂之中.保持等离子弧电流130 A不变,涂层显微硬度随弧电压升高呈现先下降后上升的变化规律,并且电压70 V时涂层具有最高的显微硬度.     

高速气热法喷涂涂层

研究了用高速喷涂法制取的气热涂层的性能（孔隙度、硬度、耐磨性）。表明，高速喷涂法可保证涂层较高的密度（孔隙度小于3％），并由此在极值条件下具有较好的磨蚀性；与未涂层钢相比，其磨蚀性增加9－11倍。在小的喷射角下，涂层的磨蚀性可能是靠其比磨料硬度高的最大硬度来保证；而在大的喷射角下则希望有最佳的硬度与韧性比。以WC－Co系为基体的涂层最佳结构应是所谓的二次粘结的硬质合金，合金中的钴粘结剂含有WC－Co颗粒或团粒；在大的喷射角下碳化物相的含量超过50％，而在直角喷射时则为最佳含量（20％－30％）。     

WC/Co复合涂层微观结构及磨损性能研究

采用氧-煤油超音速火焰喷涂(HVOF)设备喷涂WC/Co粉末制备高抗磨损复合涂层,表征和分析了WC/Co涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率和抗磨损性能,并探讨了涂层的摩擦磨损机理。结果表明:获得的WC/Co涂层的孔隙率为0.65%,平均显微硬度达1251.5 HV0.2,涂层抗磨损性能是基体ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢的50倍以上。WC/Co涂层具有优良的抗磨损性能的根本原因在于涂层中WC的存在,它使得涂层的显微硬度得到大幅度提高,从而提高了涂层抗磨损的性能。