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钛合金与wc-17co涂层界面结合性能分析

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焊接学报 2017年第2期38卷 5-9页

作者：纪朝辉孙振丁坤英王志平中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300

采用超音速火焰喷涂技术在Ti-6Al-4V合金表面制备wc-17co涂层,从显微形貌、界面氧化行为、裂纹扩展形式等方面系统分析了wc-17co涂层与Ti-6Al-4V基体界面断裂失效原因,并利用四点弯曲法测量了wc-17co与Ti-6Al-4V合金的平均断裂能量释放... 详细信息

采用超音速火焰喷涂技术在Ti-6Al-4V合金表面制备wc-17co涂层,从显微形貌、界面氧化行为、裂纹扩展形式等方面系统分析了wc-17co涂层与Ti-6Al-4V基体界面断裂失效原因,并利用四点弯曲法测量了wc-17co与Ti-6Al-4V合金的平均断裂能量释放率.结果表明,热喷涂过程使Ti-6Al-4V的表面氧化相含量显著提高.氧化后Ti-6Al-4V的表面显微硬度达到322.4 HV,熔融粒子撞击到Ti-6Al-4V表面很难对基体造成明显的塑性变形,不能形成有效咬合,使得钛合金与wc-17co涂层的结合性能偏低.

关键词：超音速火焰喷涂 Ti-6Al-4V合金 wc-17co涂层断裂能量释放率氧化

等离子熔—喷wc-17co涂层的组织结构II

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焊接学报 2006年第5期27卷 5-8页

作者：郭面焕刘爱国赵敏海齐海群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室哈尔滨150001

采用等离子熔—喷技术,在Q235钢表面制作了具有冶金结合的wc-17co金属陶瓷涂层。采用光学显微镜、SEM、TEM、及EDS等方法,对熔—喷层的组织形貌、相结构及成分进行了分析研究。结果表明,熔—喷涂层组织结构比较复杂,而且有规律地分布在... 详细信息

采用等离子熔—喷技术,在Q235钢表面制作了具有冶金结合的wc-17co金属陶瓷涂层。采用光学显微镜、SEM、TEM、及EDS等方法,对熔—喷层的组织形貌、相结构及成分进行了分析研究。结果表明,熔—喷涂层组织结构比较复杂,而且有规律地分布在涂层中的不同区域,表层主要由十字花状Fe3W3C初晶、鱼骨状γ-Fe+Fe3W3C共晶、鱼骨状共晶周围的“黑边”和基体组成。中部主要由粗大的树枝状Fe3W3C初晶和枝晶间γ-Fe+Fe3W3C(FeW3C)共晶组成。底部组织比较细密,主要由碳化物wc、Fe3W3C初晶和γ-Fe+Fe3W3C(FeW3C)共晶组成。

关键词：等离子熔—喷 wc-17co涂层涂层组织结构

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镁合金表面冷喷涂纳米wc-17co涂层及其性能

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中国表面工程 2017年第3期30卷 74-80页

作者：陈杰马冰刘光戴宇崔烺吴进明中国兵器科学研究院宁波分院焊接与表面再制造技术研究室浙江宁波315103 浙江大学材料科学与工程学院杭州310027

采用冷喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)在AZ80镁合金表面制备了纳米wc-17co涂层。利用SEM分析了原始粉末形貌、喷涂粒子沉积行为及涂层显微结构,并采用球盘式摩擦磨损实验机考察了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合... 详细信息

采用冷喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)在AZ80镁合金表面制备了纳米wc-17co涂层。利用SEM分析了原始粉末形貌、喷涂粒子沉积行为及涂层显微结构,并采用球盘式摩擦磨损实验机考察了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出高质量的wc-17co涂层,涂层的显微硬度为(1 380±82)HV,磨损率为9.1×10-7 mm3/Nm,其耐磨性较HVOF制备的wc-17co涂层提高了1倍,较镁合金基材提高了3个数量级。研究表明,冷喷涂wc-17co涂层在不对镁合金基体产生热影响的情况下,可以显著提高镁合金的表面性能,是一种新型镁合金表面强化工艺。

关键词：冷喷涂 wc-17co涂层镁合金摩擦磨损

超音速火焰喷涂wc-17co涂层的高速磨削机理试验研究

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中国机械工程 2016年第10期27卷 1279-1286页

作者：郭力江志顺尚振涛湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心长沙410082

针对超音速火焰喷涂wc-17co高硬涂层的加工难题,对wc-17co涂层进行了高速/超高速磨削试验。通过考察不同金刚石砂轮和磨削工艺参数对磨削力、磨削温度和表面残余应力、表面/亚表面微观形貌和表面粗糙度的影响,讨论了最大未变形切屑厚度... 详细信息

针对超音速火焰喷涂wc-17co高硬涂层的加工难题,对wc-17co涂层进行了高速/超高速磨削试验。通过考察不同金刚石砂轮和磨削工艺参数对磨削力、磨削温度和表面残余应力、表面/亚表面微观形貌和表面粗糙度的影响,讨论了最大未变形切屑厚度与比磨削能的内在关系,分析了磨削温度对表面残余应力的作用规律,探讨了法向磨削力对涂层亚表面损伤的作用规律。结果表明:wc-17co涂层磨削去除是脆性和延性去除并存;提高砂轮线速度将使磨削力先快速减小后缓慢增大,磨削温度持续升高,涂层磨削从脆性去除转为延性去除的趋势也逐渐增强,表面残余应力由压应力逐渐转变为拉应力,而磨削高温引起涂层热塑性变形是表面残余应力状态转变的根本原因。涂层亚表面磨削损伤层平均深度随法向磨削力的增大而变大。提高砂轮线速度、降低工作台速度和减小磨削深度均能增大涂层磨削塑性去除的比例。

关键词：超音速火焰喷涂技术 wc-17co涂层高速磨削砂轮

热处理对超音速火焰喷涂wc-17co涂层性能的影响

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热处理对超音速火焰喷涂WC-17Co涂层性能的影响

作者：刚爽西安科技大学

学位级别：硕士

热喷涂wc-co系硬质涂层由于其优异的耐磨性、高硬度等性能受到越来越多的关注，相对于爆炸喷涂和等离子喷涂，超音速火焰喷涂技术具有喷射速度高、火焰温度低、使用气源广、设备操作简单等优点;另外，还具有连续稳定的焰流、涂层厚以及... 详细信息

热喷涂wc-co系硬质涂层由于其优异的耐磨性、高硬度等性能受到越来越多的关注，相对于爆炸喷涂和等离子喷涂，超音速火焰喷涂技术具有喷射速度高、火焰温度低、使用气源广、设备操作简单等优点;另外，还具有连续稳定的焰流、涂层厚以及残余应力低等特点。因此，超音速火焰喷涂wc-co耐磨涂层可以广泛应用于航空航天、冶金、能源、矿山、机械等许多领域，以提高零部件表面的耐磨性能及修复磨损部位。然而，超音速火焰喷涂过程中，wc不可避免的分解为W2C、W以及产生其他具有较高自由能且处于非稳态的co-W-C非晶相，从而对wc-co耐磨涂层的喷涂质量产生较大的影响。相对于wc-12co涂层而言，wc-17co涂层与基体间的结合力较好，涂层内的残余应力较低，具有更为广泛的工程应用潜力，但迄今为止，研究报道较少。为此，本文采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢基体表面制备了wc-17co涂层，采用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、显微硬度、腐蚀试验等检测手段，分析了热处理对涂层组织结构、耐磨性能以及抗腐蚀性能等的影响。并得出了以下结论：（1）喷涂态wc-17co涂层内的W2C和W相会随着热处理温度的升高而逐渐转变为co3W3C和co6W6C相;低温热处理后，残余压应力的释放促使涂层内部小气孔扩展、融合形成较大的气孔;900℃热处理后，高密度co6W6C结晶相的析出引起局部的体积收缩，大、小气孔的量均减少。（2）涂层经过500℃、700℃、900℃、1100℃热处理后，硬度呈现先升高后降低的趋势，700℃热处理后，W2C相向co3W3C和co6W6C相发生转变，wc硬质相增多，硬度最高;温度超过900℃，涂层内大量的co6W6C生成以及硬质相W2C和wc相的减少，同时由于晶粒的粗化长大，引起涂层硬度降低。（3）随着热处理温度的升高，wc-17co涂层的摩擦系数先降低后升高，900℃热处理后涂层的摩擦系数最低。（4）喷涂态wc-17co涂层的耐磨性较差，经过500℃、700℃、900℃、1100℃热处理后，涂层的耐磨性能随之提高。900℃热处理后，析出的co6W6C细小且均匀分布，弥散强化效果明显，涂层的磨损量最小、耐磨性最好。（5）经过500℃热处理后，wc-17co涂层在5wt%H2SO4溶液中具有最小的腐蚀失重，耐蚀性最好。（6）过高温度的热处理使得co-W-C三元合金和非晶相减少，co3W3C和co6W6C的增多，加剧了涂层在H2SO4溶液中的电偶腐蚀，热处理使得wc-17co涂层的耐腐蚀性能下降。（7）经过500℃热处理后的wc-17co涂层，在电化学实验中具有最高的腐蚀电位。

关键词：超音速火焰喷涂热处理 wc-17co涂层显微硬度摩擦磨损性能耐蚀性

碳化物颗粒尺度对冷喷涂wc-17co涂层组织和性能的影响

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碳化物颗粒尺度对冷喷涂WC-17Co涂层组织和性能的影响

300M钢基体上高速火焰喷涂wc-17co和wc-10co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛

作者：王洪涛陈枭纪岗昌白小波董增祥仪登亮杨凤根九江市绿色制造重点实验室九江学院机械与材料工程学院赣州章源钨业新材料有限公司

采用四种纳米与微米碳化物不同比例的wc-17%co粉末,进行冷喷涂沉积涂层实验,通过扫描电镜和X-射线衍射分别分析了涂层的组织结构和相结构,并测定了涂层的硬度、弹性模量和断裂韧性。实验结果表明,四种不同纳米/微米碳化物配比wc-17co粉... 详细信息

采用四种纳米与微米碳化物不同比例的wc-17%co粉末,进行冷喷涂沉积涂层实验,通过扫描电镜和X-射线衍射分别分析了涂层的组织结构和相结构,并测定了涂层的硬度、弹性模量和断裂韧性。实验结果表明,四种不同纳米/微米碳化物配比wc-17co粉末所沉积的涂层均具有致密的组织结构,喷涂态涂层保持与原始粉末相同的相结构。涂层显微硬度、弹性模量和断裂韧性随碳化物尺度比例在1316Hv0.3625Hv0.3、29590GPa和102MPa·M1/2范围内变化,粉末中纳米碳化物与微米碳化物颗粒重量比为50:50时,所沉积的涂层具有最高的显微硬度、弹性模量和适中的断裂韧性。

关键词：碳化物尺度 wc-17co涂层冷喷涂组织性能

来源： cnki会议评论

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稀有金属材料与工程 2009年第4期38卷 671-676页

作者：周克崧邓春明刘敏宋进兵邓畅光广州有色金属研究院广东广州510651

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂wc-17co和wc-10co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除... 详细信息

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂wc-17co和wc-10co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当。喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有wc-10co4Cr涂层的疲劳寿命低于有wc-17co涂层的300M钢。两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有wc-10co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能。综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂wc-10co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层。

关键词： 300M钢高速火焰喷涂 wc-17co涂层 wc-10co4Cr涂层疲劳盐雾腐蚀

热喷涂wc-17co和wc-10co-4Cr涂层的耐盐雾及Na2SO4腐蚀性能研究

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热喷涂WC-17Co和WC-10Co-4Cr涂层的耐盐雾及Na2SO4腐蚀性能研究

作者：王丽君西南交通大学

学位级别：硕士

超音速火焰喷涂wc-co涂层由于其wc硬质相的高硬度和co粘结相的良好韧性,使其在耐磨损的工作环境中具备良好的耐磨性。但是在一些条件苛刻的耐腐蚀领域,wc-co涂层难以理想胜任,从中添加微量元素可望能够成为耐磨损耐腐蚀工程应用领域的... 详细信息

超音速火焰喷涂wc-co涂层由于其wc硬质相的高硬度和co粘结相的良好韧性,使其在耐磨损的工作环境中具备良好的耐磨性。但是在一些条件苛刻的耐腐蚀领域,wc-co涂层难以理想胜任,从中添加微量元素可望能够成为耐磨损耐腐蚀工程应用领域的关键材料。因此本文对超音速火焰喷涂wc-co-Cr和wc-co涂层的动态腐蚀过程及冲蚀磨损过程进行观测,为不同工况下的选材和新材料的开发提供理论和基础数据。本文采用超音速火焰喷涂技术制备wc-17co和wc-10co-4Cr涂层,并对其微观组织结构、物相成分、力学性能进行分析。为模拟海洋和大气,石油条件下的腐蚀环境,在实验室条件下对涂层分别进行了NaCl盐雾腐蚀试验和Na2SO4浸泡腐蚀试验,对涂层不同腐蚀时间段的表面进行分析观察,得出腐蚀失效机理。冲蚀磨损试验结果表明：涂层的耐冲蚀磨损性能与其硬度和韧性有关。在60°攻角下,wc-17co涂层的耐冲蚀磨损性能优于wc-10co-4Cr涂层。wc-17co涂层的主要冲蚀磨损机制是塑性犁沟变形;次要冲蚀磨损机制为微观剥落磨损机理和疲劳磨损机理。wc-10co-4Cr涂层的主要冲蚀磨损机制是疲劳磨损机理和微观剥落磨损机理,次要冲蚀磨损机制是塑性犁沟变形机理。 NaCl盐雾腐蚀试验和Na2SO4浸泡腐蚀试验都说明：wc-10co-4Cr涂层的耐腐蚀性能优于wc-17co涂层。NaCl盐雾腐蚀两者的耐腐蚀性相差近十倍,wc-17co涂层的腐蚀主要是co粘结相的腐蚀,wc与co的电偶作用加速了腐蚀,wc颗粒失去粘结相的支撑后脱落。wc-10co-4Cr涂层的腐蚀为孔隙处发生的点蚀或组织不均匀处产生的腐蚀。Na2SO4浸泡腐蚀中,wc-17co和wc-10co-4Cr涂层的腐蚀速率有所减慢。XRD结果表明：wc-10co-4Cr涂层表面形成了一层非连续性的Cr203膜,在腐蚀过程中能有效阻隔腐蚀液对涂层的破坏。

关键词：超音速火焰喷涂 wc-17co涂层 wc-10co-4Cr涂层冲蚀磨损 NaCl盐雾腐蚀 Na2SO4浸泡腐蚀

Ti55531钛合金超音速火焰喷涂wc-10co4Cr和wc-17co工艺对比研究

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焊接技术 2023年第1期52卷 53-56页

作者：李博中航飞机起落架有限责任公司陕西汉中723200

采用HVOF技术在Ti55531钛合金基体上制备wc-10co4Cr和wc-17co涂层。利用SEM分析试样微观形貌,采用光学分析软件计算涂层孔隙率,使用显微硬度计、常温持久强度试验机测试涂层显微硬度、结合强度,并对试样进行了中性盐雾腐蚀试验,对比分... 详细信息

采用HVOF技术在Ti55531钛合金基体上制备wc-10co4Cr和wc-17co涂层。利用SEM分析试样微观形貌,采用光学分析软件计算涂层孔隙率,使用显微硬度计、常温持久强度试验机测试涂层显微硬度、结合强度,并对试样进行了中性盐雾腐蚀试验,对比分析其耐蚀性。结果表明:在Ti55531钛合金基体上制备的wc-10co4Cr, wc-17co涂层微观组织致密,孔隙率分别为0.57%,0.43%;结合强度分别为76.8,80.4 MPa;显微硬度分别为HV_(0.3)1 206.4,HV_(0.3)1 005.6,均明显高于Ti55531基体的HV_(0.3)394.2;wc-10co4Cr和wc-17co涂层均能有效地提高基体的耐蚀性能,其中wc-10co4Cr涂层耐蚀性能更优。2种涂层性能指标均满足规范要求。

关键词： Ti55531钛合金超音速火焰喷涂 wc-10co4Cr涂层 wc-17co涂层 NaCl盐雾腐蚀