Comparison between WC-10Co-4Cr and Cr_3C_2-25NiCr coatings sprayed on H13 steel by HVOF

WC?10Co?4Cr and Cr3C2?25NiCr coatings were deposited on H13 steel by high velocity oxy fuel (HVOF) spraying. To enhance the thermal stability of the WC?10Co?4Cr coating, NiCr powders were sprayed between the surface coating and substrate. The microstructures of the surface and cross section, thermal shock and wear resistance of these two coatings were investigated in detail. The carbon diffusion in the two coatings was explained from the view of the thermodynamic. And the adhesive strength of Cr3C2?25NiCr coating (64.40 MPa) is almost the same as that of WC?10Co?4Cr coating (61.69 MPa). The friction tests show that the Cr3C2?25NiCr coating has higher friction coefficient than the WC?10Co?4Cr coating at both 500 and 600 °C. The wear resistance of the Cr3C2?25NiCr coating is better than that of the WC?10Co?4Cr coating.

高温对爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的氧化行为及性能的影响

采用爆炸喷涂技术在38CrMoAl钢表面制备了Cr3C2-25NiCr涂层,并在700、800及900℃下分别对其进行了热震试验,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的高温氧化行为及耐腐蚀性能。结果表明:经过热震试验后,涂层中Cr3C2相逐渐被氧化脱碳成Cr7C3相,NiCr固溶相消失,转化为Cr3Ni2相以及NiCr2O4相,并出现了Cr5O12相,并且涂层因为高温氧化而出现了凹坑、微裂纹等。涂层中因氧化而产生的硬脆颗粒以及微裂纹会导致涂层的耐磨性能明显下降,破碎剥落的颗粒会成为新的磨料加剧磨损,并且涂层中能起到钝化耐腐蚀作用的Cr-O相消失,脆性破裂剥落的孔洞及微裂纹不断增加,会导致涂层的耐腐蚀性能随着热震温度的升高而逐渐降低。在700℃时,Cr3C2-25NiCr涂层具有良好的抗热震性能,随着热震温度进一步提高涂层的氧化行为加剧,抗热震及耐磨性能等明显降低。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层的制备工艺及组织研究

利用超音速火焰喷涂技术在结晶器铜板表面喷涂Cr3C2-25NiCr涂层,采用正交试验设计研究了不同工艺参数对涂层孔隙率的影响,并对涂层的表面、截面形貌和粉末及涂层的相组成等进行分析。研究结果发现,在喷涂过程中,Cr3C2-25NiCr涂层发生了不同程度的分解和氧化,而且喷涂距离对孔隙率的影响最大。本试验获得的最佳工艺参数为氧气流量900L/min,煤油流量6.0g/h,喷涂距离375mm,涂层厚度0.4mm,经过工艺优化后制备的Cr3C2-25NiCr涂层组织均匀致密,与基材结合良好,孔隙率较低。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层高温摩擦磨损性能

在两种喷涂参数下,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了两种Cr3C2-25%NiCr涂层,用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)表征粉末和涂层的显微组织,用图像处理软件分析涂层孔隙率,并进行涂层维氏显微硬度测试,对涂层进行高温摩擦磨损试验,分析对比了两种涂层的耐磨性,并探讨了磨损机理。结果表明:两种Cr3C2-25%NiCr涂层的孔隙率和硬度,CrC-1为0.90%和848.1 HV1,CrC-2为0.42%和884.6 HV1,涂层的高温磨损主要为粘着磨损伴有颗粒切削和剥落带来的磨粒磨损,其中CrC-2具有较好的耐磨性。

AC-HVAF制备Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25NiCr涂层的高温氧化及摩擦磨损行为

为提高热作模具的高温氧化和高温耐磨性能,采用活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术于H13钢基体上分别制备了Cr_3C_2-25CoNiCrAlY和Cr_3C_2-25Ni Cr涂层,并对比研究两种涂层的高温氧化和摩擦磨损行为,利用SEM、EDS和XRD分析其组织形貌与结构。结果表明:在800℃循环氧化100 h后,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层比Cr_3C_2-25Ni Cr涂层表面生成的氧化保护膜更致密,并生成大量高温稳定性好的尖晶石相,前者的氧化增重(0.80 mg/cm2)略小于后者(0.87 mg/cm2),说明Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层的抗高温氧化能力略优;在700℃下,Cr_3C_2-25CoNiCrAlY涂层也具有更低的摩擦因数和磨损率,这归因于γ-matrix相(Co-Ni-Cr固溶体)具有很好的高温强度和热疲劳性能,对碳化物硬质相起到更强的联结支撑作用,提高了涂层的抗剥落能力。

喷涂距离对等离子喷涂Cr3C2-25NiCr涂层性能的影响

采用等离子喷涂方法制备Cr_3C_2-25NiCr高温耐磨涂层,采用XRD、SEM和万能试验机等对涂层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明,喷涂距离影响涂层的性能,喷涂距离为100mm时,工作涂层的最大厚度为197.46μm,最大显微硬度达到1470.5HV,且有较高的结合强度和较好的耐磨性能。

HVOF制备改性Cr3C2-25NiCr涂层及其耐蚀性能分析

为了进一步促进Cr3C2-NiCr涂层的应用,采用超音速火焰喷涂制备了改性Cr3C2-25NiCr涂层,并通过显微形貌观察、硬度、结合强度检测及耐中性盐雾和抗SO2腐蚀性能测试等手段对其金相组织、孔隙率、硬度、结合强度和耐蚀性能等进行了表征。结果表明:该涂层结构致密,孔隙率低,硬度高,结合强度好,耐蚀性能大幅度提高。

球扁钢用铸铁轧辊表面等离子喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层工艺优化

以球扁钢轧制用铸铁轧辊的表面强化为目的,对等离子喷涂Cr3C2-25NiCr涂层工艺进行了研究。结果表明,影响涂层强度的因素依次为功率、喷涂距离、主气流量和送粉速率,Cr3C2-25NiCr涂层最佳工艺参数是喷涂距离130 mm,主气流量69.8 L/min-1,送粉速率25 g/min,功率20 kW。采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,呈典型的层状结构,粒子熔化充分,组织致密,孔隙率低,与基体结合较紧密。

铸铁轧辊表面Cr_3C_2-NiCr涂层的显微组织

研究分析了铸铁轧辊表面等离子喷涂Cr3C2-25NiCr复合涂层的组织结构。结果表明,Cr3C2-25NiCr涂层具有典型的层状结构;涂层质量较好,组织相对紧密,与基体结合尚可;由EDS和涂层物相分析可知,涂层与基体间没有发生元素扩散现象,涂层与基体呈机械结合。

超音速火焰制备硬质陶瓷涂层及其性能研究

为提高机械关键零部件的摩擦磨损性能,延长其使用寿命。采用超音速火焰喷涂工艺制备WC-12Co和Cr3C2-25Ni Cr硬质陶瓷涂层,分别采用扫描电镜(SEM)、氧氮分析仪、万能试验机和显微硬度计等技术手段,对涂层的微观组织、氧含量、结合强度和显微硬度等结构和力学性能进行表征分析,并对涂层的抗热震性能进行了测定。结果显示:超音速喷涂工艺制备的WC-12Co和Cr3C2-25Ni Cr涂层微观结构致密,孔隙率约为1%,氧含量分别为0.81%和1.39%,平均结合强度分别为73.3 MPa和72.9 MPa,平均显微硬度分别为1 322.5 HV1和1 100.1 HV1。在800℃保温,25℃水淬的热循环条件下,WC-12Co和Cr3C2-25Ni Cr涂层分别经过10次和20次热震后,WC-12Co和Cr3C2-25Ni Cr涂层表面完好,未出现脱落现象。因此,通过优化超音速喷涂工艺,可以制备更高性能的硬质陶瓷涂层。