WC17[％]Co热喷涂粉末及其耐磨涂层制备的研究

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1、中南大学硕士学位论文WC-17%Co热喷涂粉末及其耐磨涂层制备的研究姓名：张敬国申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：蒋显亮20050523摘要碳化钨／钴金属陶瓷的热喷涂涂层，由于其良好的硬度和韧性，广泛地应用于航空航天、汽车、冶金、机械等领域，以增强基体金属的耐磨性能及修复磨损部件。然而，wC／co粉末在热喷涂过程中会发生脱碳和相的分解，涂层中出现了w2C，rl(C03W3C、C06w6C)，甚至金属钨，这使得涂层的断裂性能和磨损性能降低。原始粉末中wc晶粒尺寸、相组成、形貌和大小等性质对

2、涂层的相组成和性能影响很大。热喷涂粉末的特性往往因其制粉工艺方法的不同而异。采用烧结破碎法制备wc一17％Co热喷涂粉末，特别是超细粉末及其加碳粉的研究报道很少。本课题采用烧结粉碎法制备了超细WC．17％co热喷涂粉末，并尝试了在其中加入适量的细碳粉，主要采用x一射线衍射(xRD)、扫描电子显微镜(sEM)、能谱分析(EDs)对粉末的形貌和结构进行了研究，综合分析了烧结温度、有机粘结剂、添加碳粉对粉末特性的影响，并将粗粉与其作了对比研究。最后，用自制的热喷涂粉末在空气等离子中喷涂了粒子尺寸不同的四种

3、耐磨涂层，分析了涂层的形成机理，研究了粉末特性对涂层相组成、结构及性能的影响。研究结果表明：1250℃是制备超细wC．17％Co热喷涂粉末较好的烧结温度，可将0．68um的超细晶粒wc粉和2．39um的Co粉混合粉制备成粒度为45～75um的wc．17％Co热喷涂粉末：将有机粘结剂和细碳粉按适当的比例混入粉末中，有利于制备出合格的wc．17％co热喷涂粉末：碳粉除极少量溶于粘结相Co中外，在超细热喷涂粉末中主要以游离态存在：制备超细wc一17％Co热喷涂粉末要比粗粉在同样的工艺条件下的烧结程度大；烧

4、结粉末中形成了颜色较深的、半透明的、模糊态物质，该物质主要是以Co为基的y固溶体。四种涂层相比，用超细wc粒子制成的涂层表面比较平整，填充孔隙性能好，粗的和中等粒子涂层中颗粒熔化及变形不均匀：粉末中粒子越细，其涂层的表面洛氏硬度(HRA)越大；喷涂粉末中加入细碳粉不仅有利于提高涂层的硬度，而且可减小涂层脱碳程度。研究结果对于优化热喷涂粉末制备工艺，最终提高涂层性能具有非常重要的意义。关键词wc．Co粉末，超细晶粒，烧结，热喷涂，耐磨涂层ABSTRACTDuetotheadVantageincombi

5、nationofhardnessandtoughness，tungstencarbide／cobaltcermetcoatingsdepositedbythemalspraying，havebeenwidelyusedinVariousareas，particularIyinaerospace，automotive，metalIurgyandmachine叫indust“es，toenhancethewearresistanceofmanytypesofengineeringcomponentsor

6、torepairthewomparts．However，duringthenlla】sprayingofWC—Copowder，decarburizationgivingrisetothefonmtionofditungstencarbide(w2C)，rl(C03w3C、C06W6C)，eventometallictungstenoccurs，whichareundesirableforresistancetofracturetoughnessandwearresistanceofthecoati

7、ngs．Feedstockpowdercharacteristics，suchascarbidegrainsize，initiaIphasecontent，morphologysizeofpowders，whichareusuallydetenninedbythetechniquesforthesynthesisoff．eedstockpowders，haVegreatinfluenceonthephasedistributionandthewearperfbnllanceofthecoatings

8、．StudiesonWC—l7％Cof．eedstockpowdersforthennalsprayingpreparedbymeansofsintered—cnJshedmethod，especiallyonultra-行netungstencarbidepowderwhichcontainWCgrainsintheapproximatesize0．68“mandcobaltpowderasthemainrawmaterialsandwithfreecarbonas