爆炸喷涂WC/12%Co涂层的干滑动磨损研究

主要研究了爆炸喷涂WC/12%Co陶瓷涂层与浸树脂石墨在干滑动摩擦条件下的磨损性能,并分析了其磨损机理。实验结果表明:在干滑动摩擦条件下,WC/12%Co涂层磨损率随载荷和速度的增大而增大,当载荷超过40 N时,出现磨损突变现象;同时发现,陶瓷材料磨损率随摩擦时间呈先减小后增大的趋势。其主要的磨损机理为粘着磨损和脆性断裂。

等离子喷涂纳米WC-12％Co涂层与陶瓷和不锈钢配副时的摩擦磨损性能对比研究

利用大气等离子喷涂技术制备了纳米和微米WC-12% Co涂层,采用SRV摩擦磨损试验机考察了纳米和微米WC-12%Co涂层在干摩擦条件下分别与Si3N4陶瓷球和不锈钢球配副时的摩擦磨损性能.结果表明:在相同试验条件下,纳米和微米WC-12% Co涂层分别与Si3N4陶瓷球和不锈钢球配副时的摩擦系数相差不大,但纳米WC-12% Co涂层的抗磨性能明显优于微米WC-12% Co涂层;2种涂层的磨损机制差异亦较小,纳米涂层在低载荷下的主要磨损机制为微断裂和轻微磨粒磨损,而在较高载荷下的磨损机制为硬质相的剥落和磨粒磨损;微米涂层在较低载荷下的磨损机制为微断裂和磨粒磨损,在较高载荷下为疲劳磨损.在相同试验条件下,纳米WC-12% Co涂层的磨损表面损伤明显较轻微.

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(500m/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(1350HV0.3)和结合强度(65MPa)更高,孔隙率(0.6%)更低,耐冲蚀磨损性能相当。

激光熔覆Ni60A+WC/12Co复合涂层的组织及性能

采用激光熔化同步输送Ni6 0A +30wt%WC/ 12Co复合粉末 ,在适度预热后的 45钢表面激光熔覆获得了一定厚度的复合涂层。涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的Co包WC颗粒。熔覆过程中Co包WC颗粒很少发生溶解。涂层与基板为冶金结合 ,对基板的适度预热避免了涂层的开裂。所得涂层具有很高硬度 ,涂层基体硬度为 10 30HV0 3,Co包WC颗粒硬度达2 0 5 0HV0 3。

纳米WC/12Co涂层在轴流式引风机叶片防磨上的研究

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了纳米结构和微米结构的WC/12Co涂层.通过和传统轴流式引风机叶片抗冲蚀涂层的比较,研究分析了两种涂层的显微硬度、金相结构、结合强度和抗冲蚀磨损性能.结果表明:超音速火焰喷涂WC/12Co涂层性能优于传统抗冲蚀涂层,其中纳米结构涂层性能更加优越.

纳米结构WC/12Co涂层精密平面磨削表面残余应力有限元模拟与试验

对金刚石砂轮精密平面磨削纳米结构WC/12Co涂层的磨削表面残余应力进行有限元模拟,忽略相变影响,基于ANSYS平台,利用ANSYS参数设计语言完成建立模型、给定材料属性、划分单元、加载和求解整个过程。对纳米结构WC/12Co涂层表面磨削残余应力进行试验研究,通过改变磨削条件得到不同磨削条件下残余应力的变化规律。将试验结果与相同磨削条件下的有限元模拟结果进行对比,发现试验结果与有限元模拟结果是一致的,证明了有限元模型的正确性。

超音速等离子喷涂12Co-WC涂层在含沙油润滑条件下的摩擦学行为

为探讨含沙油润滑条件下材料的磨损问题，采用超音速等离子喷涂技术在45铜表面制备了12Co—WC涂层，使用T-11球-盘式摩擦磨损试验机考察了涂层在含沙油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明，超音速等离子喷涂12Co—WC涂层具有致密的组织、高的强度和硬度，在含沙油润滑条件下的摩擦系数略低于灰铸铁，耐磨性比灰铸铁提高4～8倍，同时磨损体积对沙粒尺寸和沙粒含量的变化不敏感。超音速等离子喷涂12Co—WC涂层的失效以磨粒磨损及WC颗粒和喷涂粒子剥落为主。

WC–12Ni硬质涂层在模拟土壤环境中的磨料磨损行为

采用美科LF–HVOF超音速火焰喷涂系统,对45钢表面喷涂厚约300μm的WC–12Ni硬质涂层,利用显微硬度计、X射线衍射仪和场发射扫描电镜分别表征硬质涂层的硬度、相结构和表面形貌;以65Mn弹簧钢作为对比材料,利用湿砂橡胶轮磨损试验测试涂层的磨料磨损性能。结果表明:WC–12Ni硬质涂层硬度为1 020HV0.3,碳化钨硬质颗粒的相结构为WC相与少量WC1–x相,粘结相镍为面心立方Ni相,碳化钨硬质颗粒大小为2~10μm,均匀致密,孔隙率为8%;随砂水比由3∶1降至3∶2、载荷由40 N增至110 N,WC–12Ni硬质涂层的磨损失重在53~80 mg范围波动,仅为65Mn弹簧钢磨损失重的1/14;WC–12Ni硬质涂层的磨损为粘结剂磨损导致的硬质颗粒局部剥落以及硬质颗粒的微量磨损,可延长旋耕刀具等土壤工作部件的寿命。

卧矩台精密平面磨削纳米结构WC/12Co涂层材料去除机理

纳米结构陶瓷涂层具有优异的性能,但在工业应用中不但其涂层制备技术而且其精密磨削技术对涂层的使用性能均具有重要影响,因此对其磨削时的材料去除机理的研究成为必要。本文就磨削参数对纳米结构W C/12Co(n-W C/12Co)涂层卧矩台精密平面磨削的磨削力分力比、比磨削能和磨削表面粗糙度的影响规律进行了试验研究,结合n-W C/12Co涂层精密平面磨削后的表面/亚表面形貌的SEM观察分析,揭示了n-W C/12Co涂层精密磨削的材料去除机理。研究结果表明,n-W C/12Co磨削的材料去除机理主要是非弹性变形方式,材料脆性去除方式较少。

纳米稀土改性热喷涂WC/12Co涂层的摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂技术在45#钢表面制备了不同稀土含量的WC/12Co涂层。在HV-5型小负荷维氏硬度计上测定了涂层的显微硬度,在WTM-2E微型摩擦磨损试验仪上测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:适量稀土的加入使WC/12Co涂层的显微硬度提高,耐磨性增强。当稀土含量在1.5%时,涂层的硬度提高42%,磨损体积最小。

纳米结构WC/12Co涂层精密磨削残余应力的有限元模拟与试验研究

对金刚石砂轮精密磨削蚋米结构WC/12Co涂层时得到的磨削残余应力进行了有限元模拟,忽略相变的影响,基于ANSYS平台,利用APDL参数化设计语言完成建立模型、给定材料属性、划分单元、加载和求解的整个过程。另对纳米结构WC/12Co涂层表面磨削残余应力进行了试验研究,并与有限元结果进行了对比,证明了有限元模型的正确性。

纳米结构WC/12Co涂层精密磨削的磨削力研究

本文对金刚石砂轮平面磨削纳米结构WC/ 12Co涂层材料时得到的磨削力进行了试验研究 ,研究了涂层材料的磨削力与磨削工艺参数以及砂轮特性之间的关系。通过各项试验研究得出 ,用金刚石砂轮磨削纳米结构WC/ 12Co涂层时 ,磨削力与当量磨削厚度基本成一元线性关系 ,它随磨削深度、工件速度的增加而增加。当磨粒尺寸减小时 ,总磨削力增加 ,但单颗磨粒磨削力减小。材料以非弹性变形的材料去除方式为主。通过试验采集的数据 。

超音速火焰喷涂低碳WC/12Co涂层的组织及性能研究

采用离心雾化干燥法制得团聚颗粒,经连续高温烧结成两种不同松装密度的热喷涂粉末。采用以C3H8/O2为燃料的超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC/12Co涂层。对粉末及涂层做了显微组织观察和XRD分析,测定了涂层的厚度、显微硬度和粉末沉积效率。结果表明,在1120℃、1180℃烧结的粉末中主要有WC和W6Co6C,但无Co相;涂层有脱碳,有Co6W6C相,但未出现单质Co。涂层组织均匀致密,沉积效率可达65%。

TC4合金表面WC-12Co激光熔覆层耐磨性研究

将WC-12Co合金粉末通过等离子喷涂预制在钛合金基体上,然后进行激光熔覆,通过耐磨性试验,分析了不同涂层材料与GCr15对滚后的磨损量。结果表明:WC-12Co等离子喷涂层经激光熔覆后耐磨性至少提高了2倍。

不同Co含量对超音速火焰喷涂WC-xCo-3Cr涂层组织和性能的影响

通过超音速火焰喷涂工艺在Cr12模具钢表面上喷涂制备了WC-x Co-3Cr(x=8,10,12,14)涂层,并采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机表征分析涂层的微观结构、显微硬度、耐磨损性能和耐腐蚀性,考察了不同Co含量对涂层组织和性能的影响。结果表明,Cr12模具钢超音速火焰喷涂后表面的耐磨损性能比喷涂前的基体耐磨损性能有较大的提高;表面硬度在不同程度上都得到提高,界面结合良好,其中WC-10Co-3Cr涂层的组织致密性最好、显微硬度最高、耐磨损及耐腐蚀性能最好。

不同粉末超音速火焰喷涂WC-10%Co4%Cr涂层的性能

对两种(粉末A、粉末B)及其按一定比例混合(粉末C)的WC-10%Co4%Cr的粉末特性进行了表征,以这三种粉末为原料,利用空气助燃的超音速火焰喷涂(HVAF,High Velocity AirFuel)制备了WC-10%Co4%Cr涂层,着重研究喷涂粉末粒径、WC颗粒大小等对涂层的喷涂沉积率、硬度、韧性、结合强度和耐腐蚀等综合性能的影响。研究结果表明:A粉末喷涂沉积率高且价格较低;B粉末制备的涂层具有较高的硬度和韧性等,综合性能更优,但价格较高;混合粉末C喷涂沉积率较高,涂层的硬度、韧性和抗中性盐雾腐蚀等综合性能优良,具有较高的性价比。

纳米稀土添加剂对WC/12Co涂层盐雾腐蚀性能的影响

用超音速火焰喷涂法制备了稀土添加剂含量为0%、1.5%、2.0%的3种WC/12Co涂层,并用盐雾腐蚀方法进行了涂层耐蚀性测试。结果表明,稀土的加入较好地提高了涂层材料的耐蚀性能,且当稀土添加量为1.5%时耐蚀性最好。腐蚀主要源于WC和Co相的氧化以及基体与涂层之间的电化学作用。

纤维状聚晶金刚石复合片刀具的切削性能及刀具磨损机理

设计并制备一种纤维状聚晶金刚石复合片(Polycrystalline diamond compacts,PDC)刀具,制备的PDC刀具具有同时参与切削的刀刃多、刀刃间隔距离和切削角度可人为控制、刃口锋利平直等特点。开展了新型PDC刀具与金刚石砂轮在相同条件下加工WC/12Co涂层的对比试验。结果表明,制备的PDC刀具能获得与金刚石砂轮磨削相媲美的加工质量,实现WC/12Co涂层硬脆材料的精密加工;同时其具有良好的容屑空间,断续切削的结构特点使其更容易散热,因此,切削加工过程中又可以适当地提高切削参数实现材料的高效加工。PDC刀具在长时间的加工过程中,由于受到频繁的冲击作用,在PDC刀具的后刀面出现了小凹坑和轻微的磨粒磨损,随着切削的进行,在切刃处出现局部崩刃现象,须对其刃磨。

HVOF喷涂耐磨涂层的特性描述和研究

本文通过对各种涂层工艺和磨损类型的分析以及对用HVOF喷枪喷涂碳化物涂层的比较研究发现,用两种不同的HVOF设备(如JP-5000和TJ-4000)所喷涂的WC12%Co涂层,在显微硬度和宏观硬度、显微结构、表面粗糙度以及磨粒磨损等方面表现出了相似的结果;用SEM和EDS对显微结构和磨损后的试样所进行的进一步分析表明,在所制备的涂层中,几乎没有碳化物的分解的迹象;用TJ-4000装置在可能获得具有同样优良的涂层的同时,却只消耗很少的氧气和燃料气,具有一定的经济优势。