WC-Ni硬质合金涂层及体材料的水介质环境大载荷冲击行为研究

设计了大载荷多次冲击测试方法,以评价超音速火焰(HVOF)喷涂WC-12Ni涂层在水介质环境中的抗冲击性能,并与WC-13Ni硬质合金体材料进行对比分析。测量了冲击表面最大轮廓深度、孔隙率、粗糙度、显微硬度,采用扫描电镜观察了冲击测试涂层表面形貌,通过能谱仪对其表面成分进行了分析。结果表明:在固定冲击次数6 000次条件下,随着涂层厚度从100μm增加到300μm,冲击坑轮廓深度由2.2μm减小到0.2μm;冲击导致的表面孔隙率增长率从80%降低至38%,其中,因WC颗粒剥落产生的较大孔隙占比从17%减小至12%。涂层厚度的增加减小了冲击变形量和表面破坏程度。WC-13Ni体材料冲击坑轮廓深度为0.8μm,介于200μm和300μm涂层轮廓深度值之间,表面孔隙率增长率高达160%,较大孔隙占比为58%,均远高于涂层相应值,表面破坏程度大,抗冲击能力较弱。和大气条件下涂层冲击严重氧化现象相比,水介质下冲击后涂层和体材料表面氧含量变化不大,水介质环境有利于减轻因冲击氧化导致的冲击破坏行为。