电弧等离子喷涂wcco涂层及其热等静压处理

《电弧等离子喷涂wcco涂层及其热等静压处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第十届国际热喷涂研讨会论文第十一届全国热喷涂年会论文(ITSS’2007)(CNTSC’2007)电弧等离子喷涂WC—Co涂层及其热等静压处理圃张虎寅俞淑延王慧芳堵新心(北京钢铁研究总院100081)①随着表面工程技术的发展，热喷涂WC．Co涂层已广泛用于各种耐磨部件。但是，由于等离子喷涂涂层的层状组织及孔隙度偏高，影响了材料的使用性能。应用热等静压技术提高耐磨粉末涂层的密度是一种新的设计思想。热喷涂技术和热等静压技术相结合，提供了获得高质量涂层复合件的新工艺。从而可以用来制取由两种以上不同材料组成的复合部件。早在1985年，为了解决我国石油工业用耐

2、磨件的国产化问题，作为其中的一个研究方案，我们开展了WC．Co涂层HIP处理的初步研究，并取得了可行的效果⋯。其后又进行了较细致的工作，探。。讨HIP处理对等离子喷涂的复合件组织和性能如的影响。本文主要介绍等离子喷涂制取高质量蕊WC．Co涂层的工艺试验和随后进行-HIP处理对涂层性能的影响。一、电弧等离子喷涂WC—Co涂层的试验研究1、试验程序使用我院自制的负压密封隔声罩式半自动等离子喷涂设备，在普通碳钢和18Cr2Ni4W基．体上制备WC．Co涂层。通过SKC一2000型光透射式粒度分布仪测定所用粉末的平均粒度为34．2jam，12．3s／509。

3、粉末的粒度分布见图1。颗粒形貌见图2。图1粉末重量累积分布图粉末的松装比重为4．349／cm3，流动性为图2包复粉粉末颗粒形貌①本文通讯联系人：俞淑延(北京钢铁研究总院北京100081)．41．第十届国际热喷涂研讨会论文第十一届全国热喷涂年会论文(ITSS’2007)(CNTSC’2007)应用APD．10全自动X射线衍射仪测定了粉末的相成分，显示相为WC、Co及少量w。见图3。圳一⋯一——————二———————————————--———————————————————————————————刊鬈一图3粉末的x光衍射图用上述粉末选定的喷涂工艺参数为

4、：电流300～320A，电压35V，稳弧气体Ar／H2，流量为20-40／10～20(L／min)，送粉气体Ar，流量7．10L／min，喷距100mm左右。根据使用要求，对用以上喷涂工艺参数制备的WC—Co涂层分别测定了孔隙度、显微硬度、观察了涂层的形貌、显微组织并做了定点分析及x光衍射分析。2、试验结果(1)涂层形貌图4为涂层的表面形貌，图5为涂层横截面的形貌。图4为涂层的表面形貌图5为涂层横截面的形貌。(2)孔隙度用称重法测定了涂层的孔隙度为8．94％。(3)硬度测定涂层的洛氏硬度HRC45，涂层的显微硬度值为Hm50／10：1500-1700

5、(灰白块处)白块处为2254～2274。(4)显微组织图6为不IdJAr／N2'隋况下喷涂的涂层的显微组织。_J‘以看出，喷涂涂层呈典型的层状组织。2}f较疏松，3≠}较致密。(5)相分析对涂层进行了相分析。通常，应用等离子喷涂工艺喷涂WC．Corl,T【11于温度高产生过热现象，在涂层中极易出现_人量的W2cN。使用我们自己的设备及在本试验所选用的工艺参数下喷涂的WC-Co涂层，主相为WC，有少量的C03W3C和W2C、WC。相。结果表明，此工艺参数和喷涂过程的控制是．42．第十届国际热喷涂研讨会论文第十一届全国热喷涂年会论文(ITSS’2007)

6、(CNTSC’2007)很好的。凶为，在常规的大气等离子喷涂WC．Co时，是很难做到这点的。图7为不同工艺参数下喷涂涂层的相结构。图6涂层的显微组织X200：爱；；澈越溅至、jj?之曩if；i；三jf芝避～廷一主：一—八√¨—√叫V、图7涂层的X射线衍射图．．43．．第十届国际热喷涂研讨会论文第十一届全国热喷涂年会论文(ITSS’2007)(CNTSC’2007)3、涂层的后处理等离子喷涂WC—Co涂层的孔隙度较高，涂层与基体间是机械结合，其显微组织呈明显的层状组织。为了使其致密化，对涂层进行了HIP处理，处理后涂层致密了，显微组织中出现了明显的细晶

7、组织。在涂层与基体的界面处出现了跨界而的晶粒和过渡层，说明已经出现了冶金结合。这无疑对提高其性能是有利的。二、tNC-Co涂层的热等静压处理(HIP)应用我院自制的负压密封隔声罩式半自动等离子喷涂设备，制取了WC．Co涂层。使用我院的P500冷热等静压机进行热等静压处理。1、⋯P工艺参数将等离子喷涂的WC—Co与钢的复合件试样清洗后，装入经特殊处理过的包套，经真空除气及封焊后装入HIP机，HIP处理的温度为1100～1150℃，压力为110MPa，保温时间2．3小时。2、涂层分析检验分别测定了不同喷涂工艺参数下喷涂态试样及经过HIP处理的试样的显微硬

8、度，进行了金相观察，使用扫描电镜及电子探针检验了HIP前后涂层的形貌、元素的扩散及过渡层的成分。3、试验结果