WC基涂層由于具有較高的硬度、優(yōu)異的耐磨性、較好的抗腐蝕性,廣泛應(yīng)用于石油等工業(yè)中提高零件的磨損和腐蝕性能。隨著現(xiàn)代化工業(yè)中工件服役環(huán)境日趨復(fù)雜,對制備性能優(yōu)異的WC基涂層要求越來越高。在熱噴涂技術(shù)中,熱噴涂大氣等離子熱噴涂（APS）噴涂溫度范圍廣,可以提高至數(shù)萬溫度,在噴涂難容材料方面具有無與倫比的優(yōu)勢;超音速火焰噴涂（HVOF）由于具有較高的焰流速度,粒子動(dòng)能較高,同時(shí)由于噴涂過程中N2等冷卻噴涂材料,近年來在涂層制備中廣泛應(yīng)用。作者利用APS與HVOF兩種熱噴涂方法在45鋼表面制備WC-10Co-4Cr、WC-17Co兩種涂層,對不同方式制備的涂層截面硬度、金相組織、與基體結(jié)合能力、涂層脫碳情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明:HVOF涂層在噴涂中粒子未充分熔化,但粒子動(dòng)能較高,表面相比于APS噴涂方式更加平整,與基體的結(jié)合性能好于APS制備的涂層。通過HVOF制備的兩種涂層的孔隙率均低于APS制備的涂層,其中HVOF制備的WC-17Co具有最小的孔隙率（0.65%）。此外,HVOF涂層的硬度均高于APS制備的涂層,由于具有較少的粘結(jié)相,通過HVOF制備的WC-10Co-4Cr涂層具有最高的截... 

【文章來源】：工程科學(xué)與技術(shù). 2017,49(S2)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

噴涂粉末SEM照片

閑。?未出現(xiàn)濺射狀粒子。而在涂層與基體結(jié)合方面，APS涂層與基體界面具有很多孔洞，未完全與基體完全的機(jī)械結(jié)合，HVOF超音速熱噴涂涂層與基體之間的孔隙較少，這種孔隙形成的原因是因?yàn)榱Ｗ铀俣鹊�，�?dòng)能較小，在撞擊基體時(shí)未鋪滿整個(gè)基體;對于HVOF涂層，還有一部分原因是因?yàn)榱Ｗ訙囟鹊停催M(jìn)行充分熔融。同時(shí)，由于在噴涂前，基體都要經(jīng)過噴砂處理，剛玉在噴砂過程中會有少量嵌入基體內(nèi)，導(dǎo)致涂層未能與基體完美結(jié)合�？傮w而言，HVOF涂層與基體間的孔隙要少于APS涂層與基體間的孔隙，與基體具有更好的結(jié)合能力。圖2APS制備WC－10Co－4Cr、WC－17Co涂層的截面微觀形貌Fig．2MicrostructureofWC－10Co－4CrandWC－17CocoatingssprayedbyAPS240工程科學(xué)與技術(shù)第49卷

圖3HVOF制備WC－10Co－4Cr、WC－17Co涂層的截面微觀形貌Fig．3MicrostructureofWC－10Co－4CrandWC－17CocoatingssprayedbyHVOF2．2涂層孔隙率本次實(shí)驗(yàn)利用imagepro軟件測定兩種粉末兩種噴涂方式的孔隙率，選取高倍數(shù)的截面金相圖片，隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)測得平均值，圖片中黑色物質(zhì)有一部分可能是夾雜物或者氧化物，所以測得的孔隙率要略微高于實(shí)際的孔隙率，兩種粉末的不同噴涂方式獲得的涂層孔隙率如表3所示。由表3可以得知，孔隙率最高的是通過大氣等離子噴涂的WC－10Co－4Cr涂層(5．03%)，孔隙率最低的是通過HVOF噴涂的WC－17Co涂層(0．65%)，造成這種現(xiàn)象的原因主要有:1)HVOF熱噴涂粒子速度快，動(dòng)能高，與基體接觸時(shí)在基體表面充分變形，與基體接觸良好，減少孔隙率。2)HVOF熱噴涂火焰溫度低，粒子飛行速度快(可達(dá)700m/s以上)，很大程度上避免脫碳分解，從而降低了涂層的孔隙率。3)WC－17Co相比與WC－10Co－4Cr有更多的粘結(jié)相，在噴涂過程中較多的粘結(jié)相可以充分熔化或軟化，在快速冷卻條件下，粘結(jié)相能夠更好地充滿涂層孔隙處，形成更致密的涂層［7］。表3通過兩種熱噴涂方式制備的兩種不同涂層的孔隙率Tab．3AveragesoverallporositypercentagesofcoatingssprayedbyAPSandHVOF涂層WC－10Co－4CrAPSHVOFWC－17CoAPSHVOF孔隙率/%5．030．854．200．652．3涂層顯微硬度表4是兩種噴涂材料通過不同噴涂方式制備涂層的顯微維氏硬度，每個(gè)涂層選取10個(gè)點(diǎn)求得平均值，涂層硬度與噴涂工藝參數(shù)、孔隙率、含碳量、粘結(jié)相含量等密切相關(guān)，兩種成粉末在噴涂時(shí)選取同樣的優(yōu)化參數(shù)，所以不同的孔隙率、含碳量、粘結(jié)相含量導(dǎo)致涂層硬度變化。由表4可看到，通過APS噴涂的涂層平均硬度相比與HVOF噴涂涂層較低，由于APS噴涂?


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