超音速火焰噴涂制備亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層研究.pdf

1、本文選用含有微米級(jí)和亞微米級(jí)WC粒子的團(tuán)聚燒結(jié)型WC-12Co熱噴涂粉末,采用超音速火焰噴涂技術(shù),制備了高硬度、高耐磨性的WC-12Co金屬陶瓷涂層。研究了WC硬質(zhì)顆粒的大小和超音速火焰噴涂工藝參數(shù)對(duì)所制備涂層的顯微結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、孔隙率和耐磨性等影響規(guī)律。
　　 在其他參數(shù)固定不變的情況下,以涂層顯微硬度和孔隙率為指標(biāo),研究了改變丙烷流量、噴涂距離、槍管長(zhǎng)度及冷卻條件等參數(shù)對(duì)涂層組織性能的影響,并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)

2、果表明,制備亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層的優(yōu)化工藝參數(shù)為:氧氣氣壓0.7MPa,氧氣流量166L／min,丙烷氣氣壓0.65MPa,丙烷氣流量16.7L／min,噴涂距離300mm。
　　 采用最優(yōu)工藝參數(shù)制備的亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層孔隙率為1.25％,比微米涂層低；顯微硬度為1110 HV0.1左右,比同條件下微米涂層高200HV0.1。對(duì)涂層微觀組織分析表明,涂層與基體結(jié)合良好,結(jié)合方式主要為機(jī)械結(jié)合,涂層中孔隙分布均

3、勻細(xì)小,亞微米尺寸的 WC顆粒均勻分布在Co粘結(jié)相中。
　　 對(duì)涂層XRD圖譜分析表明,亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層和微米結(jié)構(gòu)涂層在選定的噴涂參數(shù)下 WC分解都不嚴(yán)重,涂層很好的保留WC相,且實(shí)驗(yàn)中的噴涂參數(shù)變化(丙烷流量,噴管長(zhǎng)度,冷卻條件)對(duì)涂層相結(jié)構(gòu)的影響不大。軸向送粉制備的亞微米結(jié)構(gòu)涂層的相結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,出現(xiàn)了WC的分解產(chǎn)物W2C及W,且涂層中W2C相含量相對(duì)較多；徑向送粉條件下涂層中只出現(xiàn)極少量的W2C分解產(chǎn)物,涂層X

4、RD圖譜與粉末XRD圖譜相差不大,在較大程度控制了WC的分解。
　　 在載荷25kg、轉(zhuǎn)速為200r／min時(shí),基體45號(hào)鋼磨損3個(gè)小時(shí)后磨損體積大約是相同條件下亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層磨損體積的287倍。WC-12Co涂層在滑動(dòng)磨損條件下磨損機(jī)制兼有有粘著磨損,磨粒磨損,表面疲勞,摩擦氧化。但是涂層的磨損主要是對(duì)Co相的粘著、切削以及WC顆粒的剝落和疲勞裂紋導(dǎo)致的涂層塊狀剝落。徑向送粉條件下制備的涂層比軸向送粉條件制備的亞