WC-Co基熱噴涂粉末與涂層制備及其性能的研究.pdf

1、熱噴涂技術制備WC/Co基金屬陶瓷涂層是目前科學研究的一個新興重要領域。常用的熱噴涂技術有電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂和超音速火焰噴涂(HVOF)等技術。HVOF技術被認為是制備WC/Co基金屬陶瓷涂層最好和應用最廣泛的技術,所制備的WC基涂層具有優(yōu)異的結合性和耐磨性。
　　本論文以微米級WC、Co粉為基本原料,以Cr3C2作為Cr元素的添加方式,采用燒結破碎法制備了WC-10Co4Cr復合粉。探討了Cr3C2的添加以及燒結時間

2、對于制備WC-10Co4Cr復合粉末的影響,分析和表征了粉末的性能。采用HVOF技術制備了WC-12Co和WC-10Co4Cr兩種耐磨涂層。研究了粉末組成、組織結構以及液體燃料對涂層性能的影響。研究了WC-10Co4Cr涂層的顯微結構及耐蝕和耐滑動磨損行為。得到如下結果:
　　采用球磨-燒結-破碎方法以1.5μmWC粉、1.511μmCo粉和Cr3C2粉為基本原料制備了WC-10Co4Cr復合粉。采用1250℃氫氣氣氛燒結1.5h

3、-5h后,粉末形貌和相組成發(fā)生明顯變化。燒結1.5h,主相仍為WC,Cr3C2相,出現(xiàn)了Co3W3C相以及Cr7C3相;燒結2.5h,Cr3C2相消失,表明Cr3C2的擴散完全,WC晶粒沒有明顯長大;燒結5h,出現(xiàn)了大量的脫碳,η相(Co3W3C和Co6W6C相),甚至出現(xiàn)了金屬W相,粉末產(chǎn)生一定的氧化,出現(xiàn)了WO3、WO2和Cr2O3相,WC晶粒長大明顯。
　　采用JP-5000噴槍噴涂制備的兩種涂層微觀結構致密,WC-10Co

4、4Cr涂層孔隙率為0.8%,平均顯微硬度為Hvo.31322;WC-12Co涂層孔隙率為1.1%,平均顯微硬度為HV0.31238.5。相同噴涂工藝參數(shù)下制備的WC-10Co4Cr、WC-12Co涂層物相主相均為WC相,脫碳程度小,WC-10Co4Cr涂層中出現(xiàn)少量W2C相無η相(Co3W3C、Co6W6C)生成,WC-12Co涂層中包含少量W2C及微量Co6W6C相。
　　在載荷為10N、轉(zhuǎn)速為600r/min、磨損時間為120

5、min的條件下的滑動磨損試驗表明,WC-10Co4Cr涂層體積磨損量為不銹鋼的1/146,摩擦因數(shù)1000s后穩(wěn)定在0.8左右。其滑動磨損機制以WC的碎裂和三體磨粒磨損為主。在25±0.5℃的3.5%NaC1溶液,動電位掃描速度為0.001V/s,掃描電位為Eocp的-300～+200mV范圍內(nèi)對不銹鋼、電鍍硬鉻和WC-10Co4Cr涂層進行電化學極化和中性鹽霧腐蝕測試,WC-10Co4Cr涂層表現(xiàn)出極強的耐腐性能力,耐蝕性順序為:WC