HVOF喷涂WC10Co4Cr涂层的磨蚀特性

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1、HVOF喷涂WC．10Co．4Cr涂层的磨蚀特性摘要王华f■编译在WC基陶瓷涂层材料中，用10％Co．4％Cr作复合黏结相的材料具有更加优良的耐磨损和抗腐蚀性能。本文研究了高速氧燃气喷涂(HVOF)喷涂WC．10Co．4Cr涂层在不同磨蚀条件下的磨蚀行为特性，所使心的涂层是分别由刖煤油作燃料的JP．5000喷枪和以丙烯和氢气为燃料的DJ喷枪米制备的，并且选用了两种类璎的粉末形态进行了试验研究：一种是粗糙的角状粉末，一种是细小、多孔的球状粉末。采J【{j干式磨损和湿式泥浆磨蚀测试方法对涂层进行试验

2、，两种测试均在室温下进行。干式的磨损试验是采用喷射方式测定的，而湿式泥浆磨蚀试验则是通过科氏磨蚀和喷射冲击磨蚀两种方式进行的。试验结果表明，对丁相同形态的粉末，由科氏磨蚀试验测出的耐磨蚀能力有100％的波动范用，而由喷射冲击式磨蚀试验测出的耐磨蚀能力仅有20％的波动，这与其所使HJ的喷枪雨J喷涂参数有关。结果还证明，粉末形态的选择是影响涂层性能的重要冈素之一，粉末形态可以300％多的影响科氏耐磨蚀性能，75％的影响干式磨损和湿式泥浆磨蚀性能。分析认为，这与’f：艺参数和涂层显微结构有关。、￡．I

3、叶

4、t、—1天键词HVOFWC．10Co-4Cr干磨损泥浆磨蚀耐磨特性引言磨蚀是表面破坏的一种侵蚀形式，J“泛发生在自然界和工业制成品的表面。在机械和材料输送设备中，人部分的部件磨蚀破坏都是由进入气体和液体流中的d,l古l体颗粒的冲击引起的。本文中加入Cr元素对提高陶瓷涂层的抗磨蚀和腐蚀能力有1F常重要的作用。众所周知，高速氧燃气喷涂(HVOF)技术可以改善各种涂层材料在颗粒冲击磨损和腐蚀条件卜．的抗磨蚀能力。据加拿人NRC表面处理技术公司的研究可知，抗磨损能力跟撞击颗粒的温度和速度有关。本文主

5、要探讨了喷涂参数和粉末形态对WC．10Co．4Cr涂层磨蚀行为特性的影响。2实验2．1材料本实验采州了两种类型的WC-IO％Co一4％Cr粉末。多角致密的块状粉末川丁DJ和JP-5000喷枪，而细小，疏松的球状粉末仅用于DJ喷枪。酗I显示了两种粉末的表面利横截面形貌。块状粉末的表面形貌和横截面形貌分别如图1a)帛lb)所示．该种粉末在其他的研究中也被采圳。该粉末微粒的尺寸在15到45um2间．其微粒平均尺寸人小为30um。也有采圳球状粉末的。如图1c)和d)中所示，该粉末早球状且多孔．其}t子尺

6、寸住10到45um之间波动．平均尺寸大小为22um。凹1几种喷涂用WC—IO％C(卜4％Cr粉末形貌2．2喷凉条件奉试验所研究的涂层是由两种喷枪获得的．一种是采埘煤油为燃料的JP．5000喷枪：见一种是咀丙烯和氢气为燃科的DJ喷枪。多角致密的块状物末被同时运用于这两种喷枪，而多孔疏松的球状粉末只用丁DJ喷枪(DJ5涂层)，每一种涂层都是在两种基体温度的条件r制备山来的。由红外线ⅫI温计测定的试样表面温度艘定义为喷涂过程中返到的最大表面温度，奇数号试样的喷滁表面温度低于偶数号试样。喷溶条件见表I。

7、表1喷涂条件JP．5000涂层试样喷枪煤油氧气喷嘴飞行速度粒子温度表面温度(I／rain)(1／rain)(cm)(m／s)(℃)JPlJP．50000．461038106651805260JP2JP一50000．461038106651805282JP3JP．50000．381038106201742250JP4JP．50000．381038lO6201742280JP5JP．500003810382066l1850225JP6JP．5000*0．3810382066l1850260DJ涂层试

8、样喷枪空气氧气丙烯飞行速度粒子温度表面温度DJlDJ．2700413273835702005230DJ2DJ．2700413273835702005280DJ3DJ．270043030083225DJ4DJ．270043030081275DJ5*DJ．260038823l684(H2)6631943200·注：使朋球型多孔粉末2．3磨蚀实验)4J二种磨损试验方法测试了涂层的耐磨蚀性能，分别是干式喷射磨损、湿式泥浆喷射磨蚀矛¨科氏磨蚀试验。进行科氏磨蚀试验时选．【}jMarkII号试验机。在横穿I

9、ilil定转轴直径的狭缝两侧分别同定一平状试扳，泥浆液沿轴线流向转轴中心，并流过试板表面。在试样表面，去除一定体积材料所需的能昔被定义为试样的抗磨蚀能力【sJ。在这组试验中，泥浆液中含有10wt％的多棱角状200um(80目)的刚玉砂。该试验机转轴的转速为5000r／min，11．5min内流经试样表面的刚配置的泥浆液为20l。泥浆式冲击磨蚀试验是在室濡卜进行的。采心浓度为9．1wt％的泥浆液，其刚玉砂粒子的尺寸仍为200uIn，该泥浆液里含有少耸的C1(<1．5ppmCl)，且其pH为7的中性