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。     

具备Al2O3原位合成特性的WC复合粉末设计与涂层

利用球磨法将Al粉添加到亚微米结构WC-12Co粉末中,设计并制备了具有Al2O3原位合成特性的纳米结构WC-Co-Al粉末。XRD分析显示球磨10h、30h和50h后的粉末中WC平均晶粒尺寸为93.1nm、39.0nm和44.8nm。超音速火焰（HVOF）喷涂时,WC-Co-Al粉末比球磨前WC-12Co粉末扁平化更好,涂层孔隙率为0.57%,比WC-12Co涂层（1.62%）更低。粉末中的Al元素与氧气反应原位生成了Al2O3硬质陶瓷颗粒,有效抑制了WC的氧化脱碳。WC-Co-Al涂层显微硬度为1298?3HV0.1,比WC-12Co涂层高出约36%,这得益于Al2O3颗粒的增强效应,WC晶粒纳米化和孔隙率降低。     

粉末结构对HVOF喷涂WC-Co涂层组织性能的影响

选用4种不同WC尺度的WC-12Co粉末作为初始喂料,通过超音速火焰喷涂系统(HVOF)制备了涂层。考察了不同粉末结构对涂层沉积过程的脱碳行为和涂层组织性能的影响。结果表明:WC颗粒尺寸减小加剧了涂层脱碳行为,涂层中W2C含量增加,粘结相非晶化现象明显,涂层硬度增加,但是当WC颗粒尺寸减小到纳米尺度时,韧性下降。双峰结构涂层表现出最好的韧性同时兼备较高的硬度。