燃料类型及喷涂参数对HVOF喷涂WC10Co4Cr涂层的组织及力学性能的影响

超音速火焰喷涂(HVOF)制备的WC基金属陶瓷涂层广泛应用于金属构件的磨损、腐蚀及空蚀防护。分别采用氢气燃料及煤油液体燃料HVOF喷涂设备分别在9种不同的工艺条件下制备了WC10Co4Cr涂层,研究了燃料类型对涂层的组织、残余应力及力学性能的影响规律。在两种燃料HVOF工艺各自优化的喷涂参数条件下,通过对基体曲率的原位监测对比测试了涂层中的平均残余应力;利用显微维氏硬度、压痕法(断裂韧性)和球盘摩擦磨损对比研究了涂层的力学性能。结果表明:液体燃料(LF)HVOF焰流中粒子的温度更低,速度更高。LF-HVOF喷涂的WC10Co4Cr涂层内的残余压应力更高且涂层致密度更高,而气体燃料(GF)HVOF喷涂的WC10Co4Cr涂层内为残余拉应力。LFHVOF涂层(1280 HV0.3, 7.3 MPa·m^0.5)比GF-HVOF涂层(1032 HV0.3, 4.5 MPa·m^0.5)具有更高的硬度和断裂韧性,LFHVOF涂层的耐磨性约为GF-HVOF涂层的1.7倍。

多功能超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层磨损性能研究

应用自行研制的多功能超音速火焰喷涂设备 ,在HVOF、HOV AF、HVAF不同工况下成功制备WC1 0Co4Cr涂层 ,并测试了涂层性能。分析表明 ,HVAF工况下 ,碳化物几乎没有分解 ,涂层的显微硬度明显较高 ;三种工况中 ,涂层的磨粒磨损机制主要为碳化物颗粒的剥落 ,冲蚀磨损的失效行为主要表现为脆性材料的冲蚀磨损机制。相比之下 ,随着燃气温度的降低 ,涂层的耐磨粒磨损性能增强 ,涂层的抗冲蚀磨损性能与燃气流量和温度有关。

HVAP及HVOF工艺制备WC10Co4Cr复合涂层及其性能研究

目的对比研究超音速等离子喷涂(HVAP)技术与超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC10Co4Cr涂层,并根据涂层组织形貌与电化学特性判断两种工艺的优劣。方法采用SEM及XRD分析WC10Co4Cr复合涂层的微观形貌和物相,在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中对涂层进行电化学分析。结果 WC10Co4Cr涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,涂层有较小程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,超音速等离子喷涂技术制备的涂层表现出优异的抗电化学腐蚀性能。结论超音速等离子喷涂技术制备的WC10Co4Cr涂层显微硬度为1197HV,孔隙率为0.50%,腐蚀电位为-0.3947 V,腐蚀电流密度为9.19×10-7A/cm2,腐蚀速率为1.01×10-2g/(m2·h),腐蚀深度为1.09×10-2mm/a,具有与超音速火焰喷涂涂层相似的耐腐蚀性能。

喷涂距离对超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层沉积效率及耐磨粒磨损性能的影响

以-45^+15μm WC10Co4Cr团聚烧结球形喷涂粉末为原料,采用GTV超音速火焰喷涂(HVOF)系统K2喷枪,通过改变喷涂距离(300、340和380 mm)制备3种涂层,应用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等表征涂层结构和性能。结果表明:随喷涂距离减小,WC10Co4Cr涂层孔隙率降低、显微硬度增加、耐磨粒磨损性能增强,但粉末的沉积效率降低;喷涂距离为300~380 mm时,WC10Co4Cr涂层的物相组成均为WC、W2C及少量非晶相;喷涂距离为300~340 mm时,WC10Co4Cr涂层显微硬度和耐磨粒磨损性能变化较小;结合磨损区域中心位置的微观结构、涂层物理性能和表面粗糙度变化,探讨WC10Co4Cr涂层的磨粒磨损和喷涂距离的影响机制。

超音速等离子喷涂WC10Co4Cr涂层干湿条件下的摩擦磨损性能研究

采用超音速等离子喷涂技术在Q235钢基体表面制备了WC10Co4Cr涂层。通过扫描电子显微镜和能谱仪分别对WC10Co4Cr涂层的显微组织和元素成分进行了分析,并利用维氏硬度仪对涂层的显微硬度做了检测,利用球-盘摩擦磨损仪对涂层在干燥和湿润两种环境下的抗摩擦磨损性能进行了测试。结果表明:WC10Co4Cr涂层中存在一定量半熔化或未熔化的粉末颗粒,但未发现贯穿式裂纹和大面积剥落;涂层的显微硬度达到1408.2 HV0.3;WC10Co4Cr涂层在干燥条件下主要以磨粒磨损为主,在0.1 mol/L的NaCl+Ca(OH)2混合溶液湿润条件下以黏着磨损为主;涂层在湿润条件下的摩擦系数和磨损率都远低于干燥条件下的相应值。

不同喷涂距离WC10Co4Cr涂层抗磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备出WC10Co4Cr涂层。利用显微硬度试验机测试了涂层的硬度,通过橡胶轮磨粒磨损试验和扫描电镜(SEM)对涂层磨粒磨损性能和磨损形貌进行分析,利用静态液压万能试验机进行涂层剥离测试分析。结果表明:涂层的硬度随着喷涂距离的增大而增加。WC10Co4Cr涂层,其磨损失效形式主要以小颗粒脱落为主。

浅谈喷丸强化及WC10Co4Cr涂层对300M钢疲劳性能的影响

采用喷丸强度为0.4mmN的工艺对300M钢进行喷丸强化,再利用超音速火焰喷涂在300 M钢基体上进行WC10Co4Cr的涂覆。研究了300M钢在未喷丸强化和喷丸强化后基体上的涂层结合强度,以及未经处理、仅经过喷丸处理、经过喷丸处理与喷涂工艺处理后的300M钢疲劳性能,并对疲劳断口进行了微观形貌分析。涂层结合强度试验结果表明,未喷丸强化和喷丸强化后的基体上的涂层结合强度没有明显区别,均高于70MPa。疲劳试验结果表明,喷丸强化工艺使得300M钢的高应力区的疲劳性能获得明显的提高,但疲劳极限略有降低;而材料即便先经过喷丸强化再进行喷涂工艺处理,疲劳性能仍有十分明显的下降,甚至低于未处理的基体。断口分析结果表明,喷涂工艺中的吹砂处理对试样表面的损伤明显,不仅破坏了喷丸强化工艺引入的表面强化层,而且损伤了强化层下方的部分基材,损伤点的存在造成了材料疲劳性能的明显下降。

HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的研究

通过对HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的工艺研究,确定合理的喷涂工艺参数,并探讨喷涂工艺各因素对涂层的影响。涂层的金相组织、显微硬度、结合强度等性能测试结果表明:HVOF超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层符合图纸的涂层性能要求。

30CrMnSiNi2A表面WC10Co4Cr涂层的微动磨损性能(英文)

30CrMnSiNi2A作为一种低合金超高强度钢在航空承力结构件上具有重要应用,为了进一步提高其抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂在其表面制备出WC10Co4Cr涂层,分别采用定量金相法、对偶拉伸法测量了涂层的孔隙率和结合强度,并评估了涂层抗磨损性能。结果表明,此涂层孔隙率可以控制在1%以下,涂层结合强度大于70 MPa;涂层抗磨损性能优异,经55 min点盘摩擦,无明显失重;富油微动磨损试验条件下,磨损抗力为30CrMnSiNi2A基体的40倍。

TC18表面WC10Co4Cr涂层制备工艺及性能

主要针对TC18表面采用超音速火焰喷涂制备WC10Co4Cr涂层展开,以氧气流量、煤油流量、喷涂距离和送粉量作为4个主要工艺参数构建了四因素三水平(L9_3_4)正交试验,通过对比涂层工艺参数对涂层孔隙率、W_2C含量的影响,获得了优化的涂层制备工艺参数:涂层孔隙率不大于1%,显微硬度(HV_(0.3))高达12 048 MPa,结合强度高达74.5 MPa,满足AMS 2447标准要求。试验条件下,WC10Co4Cr涂层的磨损量为3.371×10^(-7)mm^3/N·m,TC18的磨损量为2.095×10^(-3)mm^3/N·m,大幅度提高了TC18钛合金的耐磨性能。

300M钢表面WC10Co4Cr涂层制备及其对疲劳的影响

本文分别采用定量金相法、对偶拉伸法测量了300M钢表面WC10Co4Cr涂层的孔隙率和结合强度,同时通过轴向拉-压高频疲劳测试分析了喷涂前后基体的疲劳极限。研究结果表明,此涂层孔隙率可以达到1%以下,涂层结合强度大于70MPa;涂层工艺对于基体的疲劳极限有一定的影响:喷涂后,基体疲劳极限为基体的86%。

等离子涂层对模具用高强度钢表面摩擦性能的影响

通过等离子喷涂技术在4Cr5Mo Si V1钢基体表面成功制备了WC10Co4Cr涂层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了涂层微观形貌和化学成分,并测试了涂层的摩擦磨损特性。结果表明:涂层主要由WC颗粒形成的骨架结构组成,同时含有少量W、Co、Cr颗粒和W_2C相。涂层中元素分布较为均匀,无明显的聚集。涂层中和基体之间结合紧密,达到了冶金结合。磨损机制以磨粒磨损为主,同时伴有粘着磨损。WC10Co4Cr涂层经过摩擦-磨损实验后,涂层几乎没有磨损,能够有效减小磨损,提高模具使用寿命。

抗磨蚀金属涂层在核电海水泵叶轮的应用

本文选取WC10Co4Cr喷涂材料,采用HVOF方法工艺在基材45#钢上制备涂层,与基材在自制圆盘式磨蚀试验台上进行磨蚀破坏试验,并将基材与涂层材料的抗磨蚀性能进行比较分析,最终将金属涂层应用于核电海水循环泵的叶轮抗磨蚀改造中,取得良好效果。

超音速火焰喷涂金属陶瓷复合涂层的耐磨性能研究

为改善深部钻具关键易损构件的耐磨性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体上制备了WC10Co4Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:利用HVOF技术制备的WC10Co4Cr涂层具有致密的微观结构和优异的力学性能,其孔隙率为1.3±0.1%,显微硬度为1392±45 HV0.3,断裂韧性为7.11±0.10 MPa·m^1/2;与35CrMo钢基体相比,涂层具有更加优异的耐磨损性能,并且随着滑动速度的增加,WC10Co4Cr涂层的摩擦系数下降、磨损率增大;WC10Co4Cr涂层的磨损失效机制主要包括磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。

超音速火焰喷涂工艺及涂层质量控制

超音速火焰喷涂(HVOF)WC10Co4Cr合金以其优良的耐磨性和耐蚀性及对环境的友好性等优点,在飞机起落架轴类零件上已有取代镀硬铬之势;但是,实际生产中,HVOF涂层常常出现起皮、剥落、隆起、裂纹、崩裂和有开口于表面的孔洞及不连续等缺陷,严重影响了喷涂质量,制约了产品的正常使用。通过加强对工艺辅助材料、设备及维护、制造过程、工艺和人员等环节的控制,使某型号超高强度钢轴类零件涂层质量问题的发生率从20%降低到1%以下,经过长期的实践检验,验证了其对指导生产具有一定的现实意义。

Cr含量对超音速火焰喷涂WC/Co复合涂层组织及电化学特性影响研究

研究了超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC/12Co和WC/10Co4Cr涂层的组织形貌与电化学特性。采用SEM及XRD对WC-Co复合涂层进行了微观形貌分析及物相分析,在3.5%Na Cl溶液中对涂层进行了电化学分析。结果表明,涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,在喷涂过程中涂层有不同程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,由于Cr元素的加入,WC/10Co4Cr涂层的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率及腐蚀深度均优于WC/12Co涂层,表现出更为优异的抗电化学腐蚀性能。