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用超音速喷涂法制备碳化钨基涂

2021-12-07 09:44:42

超音速火焰喷涂是20世纪80年代初在普通火焰喷涂的基础上发展起来的一种新型热喷涂技术。它以氢、乙炔、丙烯、煤油为燃料,以氧气为助燃剂,在燃烧室或特殊喷嘴中燃烧,产生2100m/s以上的超音速火焰,同时将粉末送入火焰中,产生熔化或半熔化颗粒,高速冲击沉积在基体表面形成涂层。超音速喷涂具有火焰速度高、温度低、涂层结合强度高、致密性好、硬度高、孔隙率低、氧化物含量低等优点。该技术已广泛应用于航空、冶金、纺织机械、汽车、铁路等领域,代表了现代热喷涂技术的发展方向。超音速火焰喷涂技术不仅带来了社会效益,而且具有经济效益。

超音速喷涂

经报道,采用超音速喷涂法在45#钢表面制备碳化钨基涂层,取得了良好的效果。他们以WC、Co、Cr等为原料,根据WC10Co4Cr成分配制原料,原料经搅拌球磨、喷雾造粒和真空烧结制得各粉末块体,然后通过破碎筛分、分级和合批控制喷涂粉末粒度为15~45μm。经检测,所得喷涂粉末球形度高,流动性好,粉末松装密度相近,单颗粉末呈疏松结构;粉末物相均为WC和Co相。涂层样品的基材料为45#钢,喷涂前基体表面经50~70目白刚玉喷砂处理,然后用压缩空气吹扫样品表面。


对所获涂层的检测表明,涂层厚度达到300微米,沉积效率达到55.15%,孔隙率为0.32%;涂层物相主要由WC相组成,还含有少量W2C相和非晶相或纳米晶相,未出现W或η相,表明颗粒在焰流中停留时间极短,粉末脱碳程度小,涂层中保存了粉末中的WC硬质相,有利于涂层耐磨性的提高。


实验中,氧气和煤油流量设定不变,即喷涂时火焰温度控制一致;此外,采用新型喷枪和冷却系统降低了脱碳程度。

涂层脱碳程度低的主要原因有:

(1) 粉末中没有相;

(2) 本实验的氧气流量和煤油流量设计有利于获得相对较低的火焰温度。

(3) 喷枪移动速度快,喷涂过程中压缩空气冷却,使涂层受热程度低。


硬度、磨粒磨损和抗盐雾腐蚀性能测试表明,涂层显微硬度达到近1300HV,体积磨损量相当小;涂层在中性盐雾腐蚀环境下360小时,仍然保持表面光滑并具有金属光泽,未发生腐蚀,说明涂层耐腐蚀能力强。

本文网址:/news/461.html

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