超音速火焰喷涂制备双尺度结构WC-12Co涂层研究.docVIP

  超音速火焰喷涂制备双尺度结构 WC-12Co 涂层研究# 程振雄，叶福兴，马宁** 5 10 15 20 25 30 35 40 （天津大学材料科学与工程学院） 摘要：采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在低碳钢（Q235）基体上制备了双尺度 WC-12Co 涂层，对涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度、韧性、以及磨粒磨损性能进行了研究．并利 用 XRD 对双尺度结构涂层进行了分析，用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损后的涂层 表面形貌进行了观察．同时利用纳米和微米涂层与双尺度 WC-12Co 涂层进行对比韧性测试， 结果表明：在喷涂过程中，双尺度 WC-12Co 涂层中仅有很少量的 WC 粒子发生氧化脱碳， 涂层的结合强度和显微硬度高，组织结构致密，相比于纳米和微米涂层，双尺度 WC-12Co 涂层的开裂韧性最高．相比于 GCr15 钢，双尺度 WC-12Co 涂层表现出非常优秀的耐磨性能。 双尺度 WC-12Co 涂层的摩擦系数是三种涂层中最低的． 关键词：超音速火焰喷涂；双尺度 WC-12Co；结合强度；开裂韧性；磨粒磨损 中图分类号：TGl74.442 Investigation on Microstructure and Properties of Dual-scale WC-12Co Coating Deposited by HVOF Cheng Zhenxiong, Ye Fuxing, Ma Ning (School of materials science and engineering of Tianjin University) Abstract: In this paper，dual-scale WC-12Co coating was deposited on Q235 steel substrate by using HVOF spraying system．The properties of porosity ，microhardness ，bond strength， fracture toughness and abrasive wear of the coating were investigated．The phases of the feedstock powder and the coating were analyzed by XRD. The characterizations of spraying feedstock powder，microstructure and surface micrograph wear surfaces were analyzed by SEM．At the same time nanometer and micron coating was compared with dual-scale WC-12Co coating . The results have indicated that the WC does not decompose obviously during spraying and the coating exhibits high bond strength，microhardness and compact structure， excellent abrasive wear resistance.Compared with the nanometer and micron coating，Dual-scale WC-12Co coating showed the best fracture toughness. The coefficient friction of dual-scale WC-12Co is the lowest among the three kinds of coatings. Key words: HVOF; Dual-scale WC-12Co; Bond strength; fracture toughness;abrasive wear 0 引言 在热喷涂涂层中，WC-Co 涂层是典型的硬度高、耐磨性好的涂层之一。WC-Co 涂层的 耐磨损性能主要取决于其硬度和韧性综合[1]。对于 WC-12Co, 涂层的硬度及韧性可以通过控 制 WC-12Co 涂层中粘结相 Co 的比例及其中硬质相 WC 颗粒的大小来调节，当涂层中 WC 相 的颗粒尺寸从 1??m 减小至 200 nm 左右时,其显微硬度从 1300 HV 增加至 2000 HV , 但随 着 WC 硬质相颗粒尺寸的减小及硬度的增加, 涂层的断裂韧性不断降低，故但存在着韧化 与强化矛盾的问题[2]。影响金属陶瓷涂层强韧性和耐磨性的一个