用超音速噴涂法制備碳化鎢基涂

超音速火焰噴涂是20世紀(jì)80年代初在普通火焰噴涂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型熱噴涂技術(shù)。它以氫、乙炔、丙烯、煤油為燃料，以氧氣為助燃劑，在燃燒室或特殊噴嘴中燃燒，產(chǎn)生2100m/s以上的超音速火焰，同時將粉末送入火焰中，產(chǎn)生熔化或半熔化顆粒，高速沖擊沉積在基體表面形成涂層。超音速噴涂具有火焰速度高、溫度低、涂層結(jié)合強(qiáng)度高、致密性好、硬度高、孔隙率低、氧化物含量低等長處。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空、冶金、紡織機(jī)械、汽車、鐵路等領(lǐng)域，代表了現(xiàn)代熱噴涂技術(shù)的發(fā)展方向。超音速火焰噴涂技術(shù)不僅帶來了社會效益，而且具有經(jīng)濟(jì)效益。

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經(jīng)報道，采用超音速噴涂法在45#鋼表面制備碳化鎢基涂層，取得了良好的效果。他們以WC、Co、Cr等為原料，根據(jù)WC10Co4Cr成分配制原料，原料經(jīng)攪拌球磨、噴霧造粒和真空燒結(jié)制得各粉末塊體，然后通過破碎篩分、分級和合批控制噴涂粉末粒度為15~45μm。經(jīng)檢測，所得噴涂粉末球形度高，活動性好，粉末松裝密度相近，單顆粉末呈松散結(jié)構(gòu)；粉末物相均為WC和Co相。涂層樣品的基材料為45#鋼，噴涂前基體表面經(jīng)50~70目白剛玉噴砂處理，然后用壓縮空氣吹掃樣品表面。

對所獲涂層的檢測表明，涂層厚度達(dá)到300微米，沉積效率達(dá)到55.15%，孔隙率為0.32%；涂層物相主要由WC相組成，還含有少量W2C相和非晶相或納米晶相，未泛起W或η相，表明顆粒在焰流中停留時間極短，粉末脫碳程度小，涂層中保留了粉末中的WC硬質(zhì)相，有利于涂層耐磨性的進(jìn)步。

實(shí)驗中，氧氣和煤油流量設(shè)定不變，即噴涂時火焰溫度控制一致；此外，采用新型噴槍和冷卻系統(tǒng)降低了脫碳程度。

涂層脫碳程度低的主要原因有：

(1) 粉末中沒有相；

(2) 本實(shí)驗的氧氣流量和煤油流量設(shè)計有利于獲得相對較低的火焰溫度。

(3) 噴槍移動速度快，噴涂過程中壓縮空氣冷卻，使涂層受熱程度低。

硬度、磨粒磨損和抗鹽霧侵蝕機(jī)能測試表明，涂層顯微硬度達(dá)到近1300HV，體積磨損量相稱小；涂層在中性鹽霧侵蝕環(huán)境下360小時，仍舊保持表面光滑并具有金屬光澤，未發(fā)生侵蝕，說明涂層耐侵蝕能力強(qiáng)。

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