等离子熔-喷WC-17%Co涂层工艺参数对外观形貌的影响

等离子熔-喷技术同时具备等离子喷涂、熔焊技术的综合特点,可以实现各种陶瓷材料涂层与基体的冶金结合。Co基WC具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等一系列优点。采用等离子熔-喷技术在Q235钢基体表面制备WC-17%Co涂层,通过研究等离子熔-喷工艺参数(等离子熔枪和喷枪角度、熔枪和喷枪与基材表面的距离、熔-喷速度、喷涂送粉量)对涂层外观形貌的影响,获得最佳的工艺参数,制备出外观形貌良好、无缺陷的熔-喷涂层。

等离子熔-喷WC-17%Co涂层的组织结构(I)

采用等离子熔-喷技术,在Q235钢表面制作了WC-17%Co金属陶瓷涂层,实现了涂层与基体为冶金结合的高结合强度涂层结构,从而解决了陶瓷涂层结合强度低的关键性难题。采用光学显微镜、SEM、TEM及EDS等方法,对熔-喷涂层接头形貌进行了分析研究。试验结果表明,熔-喷接头具有类似焊接接头的特征,是由涂层、熔合区、扩散区、热影响区所组成。熔-喷涂层与常规的喷涂涂层组织结构大不相同,组织结构比较复杂,主要由M6C(Fe3W3C或Co3W3C)、WC、γ-Fe、Co3O4、γ-Co、FeW3C、Fe2W和W2C等相组成,而且有规律地分布在涂层中的不同区域,根据组织结构的不同,涂层可分为表面层、中间冶金反应层和底层三个区域。

WC-17%Co等离子喷涂层组织结构及磨损性能研究

研究了等离子喷涂WC-17%Co涂层的显微结构、相组成、平均硬度和磨损形貌、耐磨性能。结果表明:涂层硬度较高,喷涂层发生了物相转变。涂层具有很高的耐磨性能,磨损机制以剥落磨损为主。

超音速火焰喷涂两种WC-17%Co涂层的组织和性能研究

采用超音速火焰喷涂法制备纳米和普通WC-17％Co涂层，借助于SN-3400型扫描电镜（SEM）、D8型X射线衍射仪（XRD）、HXD-1000TM型显微硬度计、SHT4605型拉伸试验机和TRB型球盘磨损试验机对涂层组织结构、相组成、显微硬度、结合强度及耐磨性能进行了分析，结果表明，两种WC-17％Co涂层形成过程中WC发生了分解，并形成了W2C、W和CoxWyCz（Co3W3C、Co3W9C4）等一些新相，纳米涂层的组织形态明显好于普通涂层，组织晶粒细小，WC晶粒保持在120～150nm的纳米尺度范围；纳米涂层的显微硬度、结合强度和耐磨性都高于普通涂层，相比之下，纳米涂层的显微硬度、结合强度比普通涂层高出近30％，在相同的试验条件下普通涂层的磨损体积是纳米涂层的2倍．

Q235钢基表面超音速火焰喷涂WC-12%Co涂层磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体上制备了WC-12%Co涂层,并用MLS-225型湿式橡胶轮磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能。结果表明:在相同的实验条件下,WC-12%Co涂层的耐磨性比Q235钢高10倍,这表明WC-12Co涂层具有优异的耐磨粒磨损性能。

电热爆炸定向喷涂WC-Co涂层实验研究

采用电热爆炸定向喷涂技术在45钢基体上制备了WC-17%Co硬质合金涂层.利用扫描电镜和能谱仪对涂层显微组织进行了分析,借助纳米硬度计测定了涂层的硬度和弹性模量.研究结果表明:涂层组织细小均匀,涂层致密,孔隙率低;涂层与基体结合良好,界面附近存在元素扩散现象,涂层与基体为冶金结合;涂层弹性模量在210GPa-250GPa之间;涂层硬度达到17.1GPa,为原始硬质合金硬度的1.3倍左右,远远高于其他传统喷涂层硬度.

300M钢超音速火焰喷涂WC/17Co涂层的疲劳性能

夹杂物尺寸对超高强结构钢的疲劳寿命有明显影响。疲劳断口分析表明,300M超高强钢中的疲劳裂纹源主要由其中的夹杂物所造成。而超音速火焰喷涂WC/17Co处理后300M钢裂纹源全部来自于基体中的夹杂,夹杂组成均为Al2O3.xCaO.ySiO2。分别采用统计极值法和广义Pareto分布对不同质量300M钢中的最大夹杂物进行估计,与实际疲劳断裂的最大夹杂物尺寸进行对比,并对不同质量300M钢的疲劳极限进行估算。HVAF处理使300M钢中次表面的残余压应力增大,对抑制裂纹萌生和扩展有利。试验结果表明,在低载荷下HVAF提高了基体疲劳寿命,而在高载荷下由于压应力作用有限,以及喷砂氧化铝对300M钢表面造成损伤带来负面作用而降低300M钢的疲劳寿命。

表面强化及改质技术

同步送粉等离子束表面冶金合金化涂层的凝固组织特性及形成机理；激光熔覆Co＋Cr3C2复合涂层的组织与性能；等离子熔-喷WC-17％Co涂层的组织结构（Ⅰ）；激光熔铸多壁纳米碳管增强铝基复合材料；激光熔覆制备Fe-Al金属间化合物覆层.