為了提高CoMoCrSi涂層的結(jié)合強(qiáng)度和力學(xué)性能,采用爆炸噴涂技術(shù)制備了WC-12Co涂層作為過(guò)渡層的WC-Co/CoMoCrSi復(fù)合涂層,借助SEM和EDS等手段分析了涂層截面組織形貌和化學(xué)元素組成,采用顯微硬度計(jì)、萬(wàn)能拉伸機(jī)及銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等研究了涂層的力學(xué)及摩擦磨損性能。結(jié)果表明:在氧燃充槍比為60%的噴涂參數(shù)下,制備WC-Co/CoMoCrSi復(fù)合涂層平均結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)66 MPa,涂層截面組織致密、均勻,孔隙率小于0.6%,平均顯微硬度為667 HV0.1,復(fù)合涂層摩擦因數(shù)0.53⁰.56,具有優(yōu)異的耐磨性能。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2016,41(12)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

CoMoCrSi合金粉末形貌(a)及元素分析(b)

44第41卷分析其機(jī)理在于爆炸噴涂過(guò)程中氧燃充槍比會(huì)影響爆炸轟擊的溫度和速率，當(dāng)噴槍體積一定的前提下，隨著氧燃充槍比例的增加，爆炸燃燒單位體積產(chǎn)生的能量增加，從而會(huì)提高爆轟溫度和速率，噴涂粒子熔融更為充分，撞擊到基體表面產(chǎn)生的動(dòng)能越大，從而有利于提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)，爆炸能量增大，熔融噴涂粒子被爆炸轟擊波作用后形成的液滴更為微小均勻，小尺寸粒子的緊密咬合也有利于提高涂層的內(nèi)聚強(qiáng)度［8］。同時(shí)，采用彎曲試驗(yàn)法分析不同氧燃充槍比制備涂層的彎曲形貌，如圖2(a)所示，采用50%氧燃充槍比制備涂層彎曲后涂層與靠近基體邊緣出現(xiàn)多條不均勻裂紋。如圖2(b)所示，可以看出采用60%氧燃充槍比制備涂層彎曲后，涂層未發(fā)現(xiàn)剝落，無(wú)明顯裂紋，與基體緊密結(jié)合。分析其機(jī)理在于隨著氧燃充槍比提高，轟擊能量增加，涂層內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力越大，可在一定程度上抵消彎曲時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，降低裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展［9-10］。圖2不同氧燃充槍比制備WC-12/CoMoCrSi涂層的彎曲形貌Fig．2BendingmorphologiesoftheWC-12/CoMoCrSicoatingsperparedbydifferentoxyen/fuelin-gunration(a)50%;(b)60%2．2涂層組織形貌及成分分析采用60%的氧燃充槍比噴涂參數(shù)進(jìn)行WC-12/CoMoCrSi復(fù)合涂層的制備，其截面組織形貌如圖3所示，可以看出涂層截面組織致密、均勻，無(wú)裂紋，涂層內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)未熔顆粒，界面夾雜物面積為4%，與基體緊密結(jié)合;涂層由雙層結(jié)構(gòu)組成，可以明顯看到基體和CoMoCrSi工作層之間存在WC-12Co增強(qiáng)過(guò)渡層，雙層結(jié)構(gòu)涂層間緊密嵌合，在結(jié)合界面未發(fā)現(xiàn)明顯的孔洞或微裂紋存在。圖3WC-12Co/CoMoCrSi復(fù)合涂層截面形貌Fig．3CrosssectionmorphologyoftheWC-12Co/CoMoCrSicompositecoating采用能譜儀分析雙層結(jié)構(gòu)化

涂層的彎曲形貌Fig．2BendingmorphologiesoftheWC-12/CoMoCrSicoatingsperparedbydifferentoxyen/fuelin-gunration(a)50%;(b)60%2．2涂層組織形貌及成分分析采用60%的氧燃充槍比噴涂參數(shù)進(jìn)行WC-12/CoMoCrSi復(fù)合涂層的制備，其截面組織形貌如圖3所示，可以看出涂層截面組織致密、均勻，無(wú)裂紋，涂層內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)未熔顆粒，界面夾雜物面積為4%，與基體緊密結(jié)合;涂層由雙層結(jié)構(gòu)組成，可以明顯看到基體和CoMoCrSi工作層之間存在WC-12Co增強(qiáng)過(guò)渡層，雙層結(jié)構(gòu)涂層間緊密嵌合，在結(jié)合界面未發(fā)現(xiàn)明顯的孔洞或微裂紋存在。圖3WC-12Co/CoMoCrSi復(fù)合涂層截面形貌Fig．3CrosssectionmorphologyoftheWC-12Co/CoMoCrSicompositecoating采用能譜儀分析雙層結(jié)構(gòu)化學(xué)成分，如圖4(a)所示表層為CoMoCrSi涂層A區(qū)域化學(xué)成分(見圖3)，圖4(b)所示底層為WC-12Co涂層B區(qū)域化學(xué)成分(見圖3)。選取WC-12Co作為過(guò)渡增強(qiáng)層可以提高CoMoCrSi合金涂層結(jié)合強(qiáng)度的機(jī)理在于，WC-12Co粉末為WC顆粒外部包覆有金屬Co作為粘結(jié)相，噴涂過(guò)程中熔融粒子外層Co熔化，而內(nèi)部WC陶瓷成分仍處于固態(tài)，形成涂層時(shí)由液固兩相粒子沉積形成，有研究表明［9］噴涂過(guò)程中液固兩相粒子狀態(tài)的參量—有效固體相質(zhì)量Ms，可由式(1)表示:Ms=ρs·fs2(1)其中:ρs為液固兩相粒子中固相部分的密度;fs為固相部分的體積分?jǐn)?shù)。隨著Ms的增大，涂層結(jié)合強(qiáng)度增加。且由圖3可以看出，涂層組織致密，說(shuō)明制備涂層中液固兩相粒子中固相顆粒具有較高的密度ρs，可以提高M(jìn)s，從而提高了復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度。2．3涂層孔隙率及硬度分析表4是采用60%氧燃充槍比制備復(fù)合涂層的孔隙率和顯微硬度測(cè)試結(jié)果，可以看出涂層具有較低的孔隙率，約0．58%，也印證了?

【參考文獻(xiàn)】：
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