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300M钢表面超音速火焰喷涂wc-co基涂层及其摩擦学性能

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300M钢表面超音速火焰喷涂WC-Co基涂层及其摩擦学性能

作者：孙福权哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文对300M钢试样表面超音速火焰喷涂的wc-co基涂层的摩擦学性能、显微硬度、与基体结合强度、断裂韧性和抗中性盐雾腐蚀性能等进行了试验研究。基材选用航空中常用的高强度钢300M钢,喷涂材料选取了不同成份、不同特性的wc-co基粉末颗粒... 详细信息

本文对300M钢试样表面超音速火焰喷涂的wc-co基涂层的摩擦学性能、显微硬度、与基体结合强度、断裂韧性和抗中性盐雾腐蚀性能等进行了试验研究。基材选用航空中常用的高强度钢300M钢,喷涂材料选取了不同成份、不同特性的wc-co基粉末颗粒,采用超音速火焰喷涂的方式,在相应的喷涂工艺参数下进行wc-co基涂层的制备,通过对涂层性能检测考察了对wc-co基涂层微观组织结构和机械性能、特别是摩擦学性能具有重要影响的诸多因素,并且对使用wc-co基涂层替代硬铬镀层进行表面防护进行了探索。通过对wc-10co4Cr和wc-12co两种喷涂材料及形成的涂层的XRD图分析可知,Cr元素对于wc-co基涂层中脱炭相W2C的产生的抑制作用要明显强于co元素;通过分别在不同转速(200rad/min、400rad/min)加载不同的载荷(50N、100N、150N、200N)磨损40min的条件下摩擦学性能试验,对比分析了两种涂层的磨损形貌、磨屑形貌、摩擦系数、磨损量和磨损机理,发现与wc-12co涂层相比,wc-10co4Cr涂层由于Cr元素的存在,使得其摩擦系数低,而磨痕未出现明显的犁沟,显示了优异的耐摩擦磨损性能;在孔隙率、显微硬度和抗盐雾腐蚀等性能检测中也发现,Cr元素对于提高wc-co基涂层的综合性能的作用非常明显。wc-co基喷涂层的微观组织、孔隙率、显微硬度、涂层与基体之间的结合强度和抗盐雾腐蚀等性能检测结果表明,喷涂材料的特性、喷涂工艺参数、涂层的后处理等因素对涂层综合性能也有一定的影响作用:喷涂材料的颗粒内部更疏松,流动性更好,有利于提高所形成涂层的综合性能;燃烧室压力、焰流温度、粒子喷涂速度等参数更高,涂层的综合性能也就更加优异;涂层的封孔后处理可以改善显著提高涂层其的耐腐蚀性能。通过与电镀硬铬层的性能对比试验表明,wc-co基喷涂层的显微硬度、断裂韧性、抗中性盐雾腐蚀、耐摩擦磨损能力等方面的综合性能都明显强于硬铬电镀层。而且,超音速火焰喷涂不会对高强度钢零件有氢脆断裂的危险。由于wc-co基喷涂层与电镀硬铬层相比,各方面性能都有着无可比拟的综合优势,所以wc-co基喷涂层完全可以替代电镀硬铬层用于300M钢零件表面,以改善基体表面的硬度和抗摩擦损耗能力,延长零件的使用寿命。

关键词： wc-co涂层超音速火焰喷涂硬铬电镀层耐磨损抗腐蚀

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沉没辊用纳米wc-co涂层性能研究

热喷涂技术 2016年第1期8卷 99-103页

作者：国俊丰张春鸣冀晓鹃万伟伟北京矿冶研究总院北京100160 北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心北京102206

本文以纳米wc-co 粉末为原料,采用超音速火焰喷涂方法制备wc-co 涂层,对喷涂后涂层的微观结构、孔隙率、结合强度、硬度和抗热震性等进行了研究,并对喷涂涂层的样件进行防腐性能试验.结果表明,该种涂层具有优异的力学性能,可对样件起到... 详细信息

本文以纳米wc-co 粉末为原料,采用超音速火焰喷涂方法制备wc-co 涂层,对喷涂后涂层的微观结构、孔隙率、结合强度、硬度和抗热震性等进行了研究,并对喷涂涂层的样件进行防腐性能试验.结果表明,该种涂层具有优异的力学性能,可对样件起到良好的抗腐蚀作用,可作为-种新型的沉没辊表面抗腐蚀涂层使用.

关键词： wc-co涂层超音速火焰喷涂沉没辊抗腐蚀

超音速火焰喷涂(HVAF) wc-co合金涂层微观组织与耐磨性分析

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机械制造文摘（焊接分册） 2013年第6期 14-16页

作者：黄恒钧刘东旭牛超楠王慧文王佳杰黑龙江工程学院材料与化学工程学院黑龙江哈尔滨150050 吉化集团吉林市北方建设有限责任公司吉林132000

采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺在Q235基体上制备了wc-co涂层,并研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明:wc-co涂层与基体结合良好,涂层致密,孔隙率较低,微观形貌呈层状结构。EDS能谱表明涂层发生了较低氧化。涂层的显微硬度高达1244H... 详细信息

采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺在Q235基体上制备了wc-co涂层,并研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明:wc-co涂层与基体结合良好,涂层致密,孔隙率较低,微观形貌呈层状结构。EDS能谱表明涂层发生了较低氧化。涂层的显微硬度高达1244HV0.1。涂层开始时失重磨损率较高,而且随着法向载荷的增大而增加,随着时间增加磨损率不断降低,体现了wc-co涂层优异的耐磨性能。

关键词：超音速火焰喷涂(HVAF) wc-co涂层微观组织磨损性能

超音速火焰喷涂wc-17co涂层微观结构与性能研究

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材料工程 2011年第11期39卷 85-88,96页

作者：崔永静王长亮汤智慧张晓云北京航空材料研究院北京100095

采用超音速火焰喷涂技术喷涂了两种不同wc颗粒尺寸的wc-17co粉末。对制备的两种涂层的硬度、孔隙率、断裂韧性、结合强度和电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:具有亚微米结构wc颗粒的粉末制备的涂层,在硬度、孔隙率、断裂韧性方面具... 详细信息

采用超音速火焰喷涂技术喷涂了两种不同wc颗粒尺寸的wc-17co粉末。对制备的两种涂层的硬度、孔隙率、断裂韧性、结合强度和电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:具有亚微米结构wc颗粒的粉末制备的涂层,在硬度、孔隙率、断裂韧性方面具有一定优势,而含有大颗粒wc相的粉末制备的涂层在结合强度、腐蚀行为方面优势明显,这说明wc颗粒尺寸对涂层性能有显著影响。

关键词：超音速火焰喷涂 wc wc-co涂层

wc-10%co激光熔覆涂层的制备及耐磨性能

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机械工程材料 2008年第8期32卷 26-29页

作者：朱流郦剑台州学院机电与建筑工程学院浙江台州318000 浙江大学材料与化学工程学院浙江杭州310027

为了提高wc-co激光熔覆涂层的性能,采用化学镀法制备了wc-10%co复合粉体,分别用体视显微镜和扫描电镜对wc-co激光熔覆涂层的表面和截面形貌进行观察,探讨了激光熔覆工艺参数对涂层显微组织的影响,并进行了磨损性能试验。结果表明:当激... 详细信息

为了提高wc-co激光熔覆涂层的性能,采用化学镀法制备了wc-10%co复合粉体,分别用体视显微镜和扫描电镜对wc-co激光熔覆涂层的表面和截面形貌进行观察,探讨了激光熔覆工艺参数对涂层显微组织的影响,并进行了磨损性能试验。结果表明:当激光功率在2.0(或2.4)kW,扫描速率为4.1(或8.2)***-1,光斑直径为3 mm时,wc-10%co涂层与基体能形成冶金结合;涂层的耐磨性能得到明显提高。

关键词： wc-co涂层激光熔覆化学镀

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wc-co热喷涂层力学性能与残余应力研究

WC-CO热喷涂层力学性能与残余应力研究

作者：叶义海西南交通大学

学位级别：硕士

wc-co热喷涂涂层技术是国内外的一个研究焦点。wc-co涂层技术可望成为解决重大装备关键零部件耐磨的关键技术。国内外学者对wc-co材料热喷涂工艺、涂层组织结构以及常温性能,进行了大量的研究工作。但对wc-co涂层断裂韧性、残余应力及... 详细信息

wc-co热喷涂涂层技术是国内外的一个研究焦点。wc-co涂层技术可望成为解决重大装备关键零部件耐磨的关键技术。国内外学者对wc-co材料热喷涂工艺、涂层组织结构以及常温性能,进行了大量的研究工作。但对wc-co涂层断裂韧性、残余应力及疲劳性能的研究还很少。因此,有必要对此进行系统、深入的研究,为wc-co涂层的工程应用提供强有力的技术支持。本论文针对水轮机过流件和关键零部件的力学性能问题,系统地研究了APS和HVOF两种喷涂方法制备的纳米wc-co、普通wc-co、wc-12co以及wc-17co等涂层力学性能。采用压痕法测量了涂层弹性模量和断裂韧性,利用SEM/BSE等技术分析了压痕致裂纹扩展机理;利用四点弯曲法测量了涂层界面应变能释放率;同时采用X射线衍射法测量了涂层残余应力;采用高频疲劳试验机测量了涂层轴向疲劳,主要得出以下结论： (1)APS喷涂纳米wc-co涂层硬度比HVOF喷涂纳米wc-co涂层低402.40HV,约50.39%;纳米wc-co涂层硬度高于普通wc-co涂层50.10HV,约4.36%;wc-12co涂层硬度高于wc-17co涂层62.40HV,约5.20%;wc-co涂层硬度沿深度方向呈梯度分布;APS喷涂wc-co涂层弹性模量比HVOF喷涂wc-co涂层低125.24,98.42%;纳米wc-co涂层弹性模量比普通涂层高13.00GPa,约5.43%;wc-12co涂层弹性模量比wc-17co涂层高40.90GPa,约16.20%;(2)APS喷涂wc-co涂层断裂韧性比HVOF喷涂wc-co涂层低1.97MPa.m1/2,约50.00%;纳米wc-co涂层断裂韧性比普通涂层高0.61MPa.m1/2,约11.41%;wc-12co涂层断裂韧性比wc-17co涂层低0.38 MPa.m1／2,约7.16%;(3)APS和HVOF喷涂wc-co涂层表面应力都表现为压应力,且HVOF喷涂层残余压应力水平比APS喷涂层高85.50MPa,约61.60%;纳米wc-co涂层残余压应力水平比普通wc-co涂层高20.89MPa,约10.27%;wc-12co涂层残余应力水平低wc-17co涂层18.67MPa,约9.08%;HVOF喷涂wc-co涂层残余应力均表现为压应力,表面残余应力值比较集中,残余应力沿表面分布较为平缓,沿着深度方向应力值浮动较大,呈梯度分布。HVOF喷涂wc-co涂层中各相残余应力大小及状态均不同,wc和W2C相为压应力,而C06W6C相则为拉应力;(4)随着疲劳载荷的增加,纳米wc-12co涂层疲劳寿命减少;循环载荷作用下,涂层与基体轴向变形不协调,在涂层-基体界面产生较大剪应力,致使45#钢基体纳米wc-12co涂层失效;载荷作用下,疲劳试样上受较大弯矩,致使试样表面涂层失效,应力陡然增大致使试样断裂。

关键词：等离子喷涂超音速火焰喷涂 wc-co涂层弹性模量断裂韧性残余应力疲劳性能

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wc-co热喷涂层的高温磨损行为

WC-Co热喷涂层的高温磨损行为

超音速火焰喷涂多尺度wc-17co涂层组织结构与性能研究

第十一届全国摩擦学大会

作者：耿哲刘阳段德莉李曙中国科学院金属研究所

针对wc-12co和wc-17co超音速火焰喷涂层,采用球/盘试验机研究其在大气和Ar气环境下200～650℃的高温耐磨性能。结果表明:在大气环境下,wc-co涂层在200～550℃范围内形成的氧化物能减轻磨损,属氧化抑制磨损;650℃时涂层氧化剧烈,承载能... 详细信息

针对wc-12co和wc-17co超音速火焰喷涂层,采用球/盘试验机研究其在大气和Ar气环境下200～650℃的高温耐磨性能。结果表明:在大气环境下,wc-co涂层在200～550℃范围内形成的氧化物能减轻磨损,属氧化抑制磨损;650℃时涂层氧化剧烈,承载能力下降,且脆性氧化膜易脱落,磨损严重,属氧化加速磨损。在Ar气环境下,wc-co涂层在200～550℃范围内磨损相当严重,磨痕表面仍逐渐出现少量co氧化物,且在摩擦作用下co含量高于原始涂层表面使涂层韧性和wc的协变能力提高,从而涂层的磨损量随温度升高而下降。较高的co含量有利于增强涂层的粘结性、提高wc的协变能力和涂层抗氧化性能,使wc-17co涂层比wc-12co具有更好的高温耐磨性。

关键词： wc-co涂层高温磨损

来源： cnki会议评论

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超音速火焰喷涂多尺度WC-17Co涂层组织结构与性能研究

超音速火焰喷涂wc-co层的高温氧化对摩擦磨损性能的影响

第十届全国表面工程大会暨第六届全国青年表面工程论坛

作者：陈枭王洪涛白小波纪岗昌九江学院绿色再制造重点实验室

本文采用团聚烧结的纳米wc-17co与微米wc-17co粉末,以不同比例混合获得不同纳米含量的多尺度wc-17co粉末。并对喷涂态超音速火焰喷工艺制备涂层的组织结构和性能进行了研究。结果表明,两种粉末制备的涂层中碳化物颗粒呈现从纳米到微米... 详细信息

本文采用团聚烧结的纳米wc-17co与微米wc-17co粉末,以不同比例混合获得不同纳米含量的多尺度wc-17co粉末。并对喷涂态超音速火焰喷工艺制备涂层的组织结构和性能进行了研究。结果表明,两种粉末制备的涂层中碳化物颗粒呈现从纳米到微米多尺度结构特征,涂层组织与相结构受粉末成分和制备工艺的影响。涂层的断面显微硬度在985.2±117.2HV0.3至1016.9±100.3HV0.3变化,磨粒磨损失重量在3.65±0.404至5.1±0.283mg变化。

关键词：超音速火焰喷涂多尺度 wc-co涂层显微硬度磨损

来源： cnki会议评论

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摩擦学学报 2013年第4期33卷 329-336页

作者：耿哲段德莉刘阳李曙中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

针对wc-12co和wc-17co超音速火焰喷涂层(HVOF),采用球/盘试验机研究其在大气环境下从室温至800℃的摩擦磨损性能,并结合涂层的氧化试验、氧化产物的XRD和Raman光谱分析、磨痕表面SEM观测,探索高温氧化对涂层摩擦磨损机制的影响.结果表明... 详细信息

针对wc-12co和wc-17co超音速火焰喷涂层(HVOF),采用球/盘试验机研究其在大气环境下从室温至800℃的摩擦磨损性能,并结合涂层的氧化试验、氧化产物的XRD和Raman光谱分析、磨痕表面SEM观测,探索高温氧化对涂层摩擦磨损机制的影响.结果表明:wc-co涂层在350～450℃时的摩擦磨损主要受co氧化物的控制,体积流失小,为轻微氧化磨损;高于500℃时,WO3增多,虽有利于减摩却因消耗wc使涂层耐磨损性能下降;摩擦作用促进coWO4的形成,这种钨钴双氧化物能够降低摩擦,减轻磨损,使涂层在600℃高温下仍维持良好的摩擦学性能;在更高温度条件下氧化剧烈,涂层性能迅速恶化而发生严重磨损,不宜作为耐磨涂层使用.co含量较高的wc-co涂层具有更好的高温耐磨性.

关键词： wc-co涂层高温氧化 coWO4 摩擦磨损