等離子噴涂WC-12Co復(fù)合涂層組織及沖蝕磨損行為研究.pdf

1、等離子噴涂技術(shù)可應(yīng)用于工件表面強(qiáng)化和修復(fù)，以及具有特殊性能功能涂層的制備，在表面工程中占有重要地位。WC-Co涂層是等離子噴涂常見(jiàn)涂層，因?yàn)槠涓呷埸c(diǎn)、高硬度，較好的耐磨性能，被廣泛的應(yīng)用于航空、航天和汽車(chē)等耐磨零件上。涂層在噴涂過(guò)程中主要存在高溫氧化，脫碳分解等缺陷，造成涂層質(zhì)量下降。本課題通過(guò)等離子噴涂技術(shù)，在Q235鋼基體上制備了以Ni80Al為打底層、WC-12Co為工作涂層的復(fù)合涂層；以涂層的顯微硬度和孔隙率作為性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，選

2、取噴涂電流、送粉率和噴涂距離等主要影響因素，采用單一因素變量法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，選擇較好涂層制備工藝；利用SEM、EDS和XRD等分析了涂層的微觀(guān)形貌及組織成分，測(cè)試了涂層截面顯微硬度和劃痕附著強(qiáng)度，同時(shí)，探索了不同沖蝕角下(30°/60°/90°)涂層沖蝕磨損機(jī)理，為涂層性能的改善提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，主要結(jié)果如下：
　?。?）當(dāng)?shù)入x子噴涂電流為300A，送粉率50g/min，噴涂距離110mm時(shí)，涂層性能較好。當(dāng)電流在300～400

3、A范圍逐漸增大時(shí)，涂層顯微硬度逐漸減少，孔隙率呈起伏變化影響不大；當(dāng)送粉率在50～70g/min范圍內(nèi)增大時(shí)，涂層顯微硬度不斷降低，涂層孔隙率不斷增大；噴涂距離在100～120mm變化時(shí)，噴距在110mm時(shí)涂層硬度及孔隙率值較好，噴涂距離較小或變大時(shí)，粉末熔化不充分，都易造成粉末沉積率低，涂層組織疏松。
　?。?）對(duì)噴涂原始粉末和涂層進(jìn)行XRD圖譜分析，涂層中不僅有原始噴涂粉末中的WC相，又有大量的W2C和鈷的碳化物，如Co3W3

4、C、Co6W6C等新物質(zhì)相生成，新物質(zhì)是噴涂粉末在高溫等離子焰流中發(fā)生氧化脫碳現(xiàn)象產(chǎn)生的。
　?。?）涂層截面顯微硬度隨距表面距離增大而逐漸變小，硬化層厚度大約為300μm，涂層硬度有一定的起伏，是由于涂層中WC硬質(zhì)相與硬度較低的粘結(jié)相Co之間分布不均勻所致。劃痕試驗(yàn)測(cè)得涂層的劃痕附著強(qiáng)度達(dá)到30N，涂層與基體結(jié)合良好。
　?。?）涂層沖蝕磨損測(cè)試結(jié)果表明，在沖蝕角為60°時(shí)涂層沖蝕磨損率最大，涂層表現(xiàn)出了塑性—脆性復(fù)合沖蝕