低能等離子噴涂碳化鎢特性的研究.pdf

1、碳化鎢硬質(zhì)合金由于具有特殊的耐腐蝕性、高硬度、優(yōu)良的斷裂韌性和抗壓強(qiáng)度，在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。熱噴涂技術(shù)是制備碳化鎢涂層主要方法，其中超音速火焰噴涂和爆炸噴涂制備的碳化鎢涂層性能較好，但是超音速火焰噴涂氣體消耗量大、噴涂價格高、污染嚴(yán)重，這不利于環(huán)保的21世紀(jì)發(fā)展要求；而爆炸噴涂設(shè)備價格高、噪音大、設(shè)備笨重、占用空間大，這又給噴涂操作帶來極大的不方便；傳統(tǒng)等離子噴涂采用外送粉方式、能量消耗大、粉末沉積效率低，而且噴涂碳化鎢基粉末時

2、，碳化鎢分解嚴(yán)重，這會導(dǎo)致涂層硬度和耐磨性能下降；大連海事大學(xué)的高陽教授開發(fā)了一套新型的低能內(nèi)送粉等離子噴涂設(shè)備，其噴涂功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的等離子噴涂，但是粉末的沉積效率卻高于傳統(tǒng)的等離子噴涂?；诖吮疚南到y(tǒng)的研究了低能等離子噴涂碳化鎢涂層的結(jié)構(gòu)與性能，擴(kuò)展了低能等離子噴涂在工業(yè)中的應(yīng)用。 本文研究了噴涂工作氣體對碳化鎢脫碳分解影響，分析了三種粘結(jié)劑碳化鎢涂層的結(jié)構(gòu)與性能，比較了粗細(xì)兩種WC-Co粉末噴涂涂層，并對涂層的機(jī)械耐磨性

3、能進(jìn)行了測試；對粉末粒子的熔化和與基體碰撞的微觀行為進(jìn)行了分析，理論計(jì)算了溫度馳豫時間τT和顆粒內(nèi)部溫度馳豫時間τi對粉末粒子熔化的影響。得到如下結(jié)論： 1.低能等離子噴涂WC-NiCr涂層中，相比Ar-N2等離子炬，在Ar-H2等離子炬下，碳化鎢脫碳分解要更加嚴(yán)重。相同功率下噴涂的三種粘結(jié)劑碳化鎢涂層(WC-NiCr、WC-Co、WC-CoCr)中，WC-Co涂層中碳化鎢分解最少，而WC-NiCr涂層的硬度最低。在WC-Co涂

4、層中，隨著涂層厚度的增加，碳化鎢分解減少，涂層硬度增加。選擇粉末粒度為2～8μm的WC-Co制備的涂層，碳化鎢完全分解為金屬鎢，涂層組織疏松，涂層中有大量氣孔。 2.相比130A、40V，在130A、70V條件下，粉末粒子在等離子射流中的熔化更加充分。在130A、40V條件下，粒子在基體上的扁平化比較充分，但粒子周邊發(fā)生流散；在130A、70V條件下，粒子撞擊基體后內(nèi)部發(fā)生賤射，粒子的鋪展形貌中間有凹坑，扁平的粒子周邊比較光滑。