發(fā)布時(shí)間：2017-06-06 01:09

  本文關(guān)鍵詞：新型WC-Co熱噴涂粉末HVOF涂層制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超音速火焰(HVOF)噴涂WC-Co涂層因具備良好的耐磨、耐腐蝕性能,被廣泛地應(yīng)用于石油化工、冶金、印刷和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)常用于制備WC-Co熱噴涂粉末的方法大致有三類:燒結(jié)破碎法、熔融法和團(tuán)聚燒結(jié)法。前兩者存在粉末多棱角、流動(dòng)性差、涂層結(jié)合強(qiáng)度低等問題,后者的工藝流程長(zhǎng)、耗能大和生產(chǎn)成本高。水溶法可短流程、低能耗、高效率的制備成分均勻的WC-Co粉末。目前國(guó)內(nèi)該法多用于制備高性能硬質(zhì)合金用超細(xì)/納米WC-Co粉末,在熱噴涂領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道少有。因此,本研究采用水溶法制備的新型WC-Co熱噴涂粉末為原料,經(jīng)HVOF噴涂制備WC-Co涂層,采用正交試驗(yàn)法對(duì)涂層性能進(jìn)行優(yōu)化,利用OM、SEM、EDS、XRD、BSD等檢測(cè)手段系統(tǒng)研究涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)、物相組成和力學(xué)性能,為制備高性能WC-Co涂層開拓一條新路徑。得出以下結(jié)論:(1)水溶法制備的新型WC-Co熱噴涂粉末粒度分布均勻,平均粒徑約30μm;形貌呈多孔空殼球形結(jié)構(gòu),比表面積大;Co均勻包覆WC顆粒,W-Co-C高度均勻混合。(2)在HVOF噴涂過程中,新型WC-Co熱噴涂粉末發(fā)生了明顯的脫碳,其脫碳過程既有直接氧化脫碳反應(yīng),又有間接氧化脫碳反應(yīng),其脫碳機(jī)制是復(fù)合氧化脫碳機(jī)制。(3)新型WC-12Co熱噴涂粉末比表面積大、活性高,HVOF噴涂時(shí)脫碳分解出大量W_2C相,但細(xì)小的WC顆粒被Co均勻的包覆,對(duì)WC進(jìn)一步脫碳分解成單質(zhì)W有一定的抑制作用,有效的降低了WC的分解。(4)新型WC-Co熱噴涂粉末的多孔空殼結(jié)構(gòu)一方面有利于焰流對(duì)粉末均勻加熱,提高涂層的致密度和物相分布的均勻性,另一方面有利于提高粉末的沉積效率,效率高達(dá)56%左右。(5)涂層的金相顯微組織為典型的層狀結(jié)構(gòu),WC晶粒因燒結(jié)作用出現(xiàn)棱角圓潤(rùn)化,新型WC-Co熱噴涂粉末的WC晶粒細(xì)小且與Co均勻分布的特性具有一定的遺傳性,在涂層中得到保留,提高了涂層性能。(6)水溶法制備的新型WC-12Co熱噴涂粉末適用于HVOF,而且涂層綜合性能良好,顯微硬度1218HV0.3/10、開裂韌性4.85MPa·m~(1/2),磨損質(zhì)量損失0.673mg/min。開裂裂紋沿著涂層Co相界面薄弱處沿晶擴(kuò)展,涂層抗磨損性能隨著涂層表面粗糙度的降低、硬度的增加而提高。
【關(guān)鍵詞】：水溶法 新型WC-Co熱噴涂粉末 HVOF 涂層 性能
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 熱噴涂涂層形成過程及其特點(diǎn)9-10
• 1.3 熱噴涂技術(shù)概述10-15
• 1.3.1 火焰噴涂技術(shù)11
• 1.3.2 電弧噴涂技術(shù)11-12
• 1.3.3 等離子噴涂技術(shù)12
• 1.3.4 其他噴涂技術(shù)12-14
• 1.3.5 超音速火焰噴涂技術(shù)14-15
• 1.4 熱噴涂粉末制備方法15-18
• 1.4.1 霧化法15-16
• 1.4.2 熔融破碎法16-17
• 1.4.3 燒結(jié)破碎法17
• 1.4.4 包覆法17
• 1.4.5 團(tuán)聚燒結(jié)法17-18
• 1.4.6 水溶法18
• 1.5 本課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容18-21
• 1.5.1 研究意義18-20
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 試驗(yàn)材料與研究方法21-31
• 2.1 熱噴涂粉末制備原料及工藝21-22
• 2.1.1 試驗(yàn)原料21
• 2.1.2 熱噴涂粉末制備工藝及設(shè)備21-22
• 2.2 HVOF噴涂制備WC-Co涂層22-26
• 2.2.1 基體及熱噴涂粉末預(yù)處理22-24
• 2.2.2 HVOF噴涂設(shè)備及工藝參數(shù)設(shè)計(jì)24-26
• 2.2.3 HVOF噴涂流程26
• 2.3 分析檢測(cè)26-31
• 2.3.1 熱噴涂粉末化學(xué)成分檢測(cè)26-27
• 2.3.2 熱噴涂粉末物理性能檢測(cè)27-28
• 2.3.3 熱噴涂粉末與涂層的物相、形貌結(jié)構(gòu)分析28
• 2.3.4 涂層性能測(cè)試28-31
• 第三章 水溶法制備新型WC-Co熱噴涂粉末31-36
• 3.1 引言31
• 3.2 噴霧造粒31-32
• 3.3 煅燒預(yù)處理32-33
• 3.4 還原、碳化33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 HVOF涂層制備及組織結(jié)構(gòu)研究36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 HVOF噴涂制備WC-Co涂層36-37
• 4.3 HVOF涂層物相結(jié)構(gòu)研究37-41
• 4.3.1 HVOF噴涂WC-Co涂層物相組成37-39
• 4.3.2 WC-Co熱噴涂粉末脫碳過程39-41
• 4.4 HVOF噴涂WC-Co涂層微觀組織結(jié)構(gòu)41-47
• 4.4.1 HVOF噴涂WC-Co涂層金相（OM）組織結(jié)構(gòu)分析41-44
• 4.4.2 HVOF噴涂WC-Co涂層SEM組織結(jié)構(gòu)分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 HVOF噴涂WC-Co涂層性能研究49-69
• 5.1 引言49
• 5.2 HVOF噴涂WC-Co涂層力學(xué)性能49-62
• 5.2.1 HVOF噴涂WC-Co涂層顯微硬度49-55
• 5.2.2 HVOF噴涂WC-Co涂層開裂韌性55-61
• 5.2.3 HVOF噴涂WC-Co涂層顯微硬度與開裂韌性的關(guān)系61-62
• 5.3 HVOF噴涂WC-Co涂層耐磨粒磨損性能62-68
• 5.4 涂層厚度及沉積效率68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士研究生學(xué)位期間的研究成果75-76

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