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碳化钨喷涂

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超音速制法碳化钨喷涂

更新时间  2018-07-19 08:21:02 阅读

  超音速火焰喷涂(HVOF)是20世纪80年代初在普通火焰喷涂的基础上开发的一种新型热喷涂技术。它使用氢气、乙炔、丙烯、煤油作为燃料,用氧气作为助燃剂,在燃烧室或特殊喷嘴中燃烧,以2100m / s以上的速度产生超音速火焰,并将粉末送入火焰中。产生熔融或半熔化的颗粒,并且超音速冲击沉积在基板的表面上以形成涂层。超音速火焰喷涂具有高火焰速度、低温、涂层高粘接强度、良好致密性、高硬度,低孔隙率、低氧化物含量。该过程现已演变为航空航天、冶金、纺织机、汽车、铁路等应用领域,代表了现代碳化钨喷涂技术发展的方向。超音速火焰喷涂技术具有显着的经济效益,同时带来显着的社会效益。根据市场估计,2015年超音速火焰喷涂工艺将在热喷涂行业占据25%的市场份额。该技术具有相对低的火焰温度(约2600~3000℃)、火焰流速高,在碳化钨喷涂过程中可有效抑制和减少碳化钨的分解,所得涂层可保持碳化钨相的耐磨性,因此该工艺特别适用于喷涂碳化钨基于材料具有良好的耐磨性,所得到的碳化钨涂层材料可以提供非常好的耐磨性和耐腐蚀性。

超音速碳化钨喷涂

  中南大学近日报道采用超音速火焰喷涂在45S钢表面制备碳化钨喷涂涂层,取得了良好的效果。他们以WC、Co、Cr为原料,按WC10Co4Cr成分制备原料,并用喷雾球磨机、喷雾造粒和真空烧结制备粉末块,然后用喷雾粉碎、控制,批量控制粉末粒度为15~45μm。经测试,所得喷涂粉末球形度高,流动性好(~13 s / 50g),粉末松散密度相近(4.8~5.0 g / cm3),单粉末结构松散;粉末相是WC和Co相。涂层样品的基础材料是45S钢,碳化钨喷涂前的基材表面用50~70目白色刚玉进行喷砂处理,然后用压缩空气吹扫样品表面。使用机器人固定的Praxair JP8000超音速火焰喷枪制备碳化钨基涂层。得到的涂层显示涂层厚度达到300微米,沉积效率达到55.15%,孔隙率为0.32%。涂层相主要由WC相组成,还含有少量的W2C相和非晶相或纳米晶。相,没有W或η相(Co6W6C、Co3W3C),表明颗粒在火焰流中停留的时间很短,粉末的脱碳程度很小,粉末中的WC硬相保留在涂层中,这有利于涂层的耐磨性。改进。在实验中,氧气和煤油的流速设定为相同,即喷涂时火焰温度一致;此外,新型喷枪和高效冷却系统降低了脱碳程度。涂层脱碳程度小的主要原因是:粉末中没有η相; 设计实验氧气流速和煤油流速以获得相对较低的火焰温度,喷枪快速移动并喷射。工艺压缩空气的冷却使涂层受热较少。

  硬度、磨料磨损和盐雾腐蚀性试验表明,涂层的显微硬度达到近1300HV,体积磨损相当小;在中性盐雾腐蚀环境下,涂层在360小时内保持光滑和金属光泽。没有发生腐蚀,表明涂层具有很强的耐腐蚀性。由于Cr的加入有利于在涂层表面上形成非常薄的Cr2O3陶瓷层,因此改善了涂层的耐腐蚀性。

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