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HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理

陈小明 , 周夏凉 , 吴燕明 , 伏利 , 赵坚 , 王莉容 , 毛鹏展 , 赵鹏 , 马红海

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.018

目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理.方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层.分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能.结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa.涂层组织致密,孔隙率为0.76％.在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1∶138.36;在1120 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1∶127.44.结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损.随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损.

关键词: 超音速火焰喷涂 , WC-10Co4Cr涂层 , 显微硬度 , 耐磨性能

HVOF 喷涂 WC-12Co 涂层性能及磨蚀机理

周夏凉 , 陈小明 , 赵坚 , 王莉容 , 程文韬 , 伏利 , 毛鹏展

腐蚀与防护

为提高水力机械表面抗磨蚀性能，采用超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂微米粉末制备 WC-12Co 涂层，测试了涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度及抗磨蚀性能。利用 XRD 表征了涂层的物相组成，并利用 SEM 分析了涂层的微观组织结构及磨蚀后的表面形貌，探讨了涂层在含沙水流中的磨蚀机理。结果表明，获得的 WC-12Co 涂层的孔隙率为0．83％，平均显微硬度达1189．7 HV0．2，结合强度大于62 MPa，其耐磨蚀性能是基体的3倍以上，有效提高基体的耐磨蚀性能。在含沙水流中的磨蚀主要是由沙粒冲蚀和气体气蚀所引起的。

关键词: 超音速火焰喷涂 , WC-12Co , 显微硬度 , 结合强度 , 磨蚀

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10C04Cr涂层的性能及磨损机理

吴燕明 , 陈小明 , 周夏凉 , 王莉容 , 赵坚 , 伏利 , 毛鹏展

材料热处理学报

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验.结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当.在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损.在1120r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损.

关键词: 超音速等离子喷涂 , 超音速火焰喷涂 , WC-10Co4Cr , 显微硬度 , 结合强强度 , 耐磨性能

ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的抗磨蚀性能

毛鹏展 , 陈小明 , 周夏凉 , 马红海

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201509013

采用超音速火焰(HVOF)热喷涂工艺,在ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢上制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层.利用压痕法和灰度法分别测试了涂层的显微硬度和孔隙率,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和磨蚀试验机分别对涂层的相结构、表面形貌、结合强度和抗磨蚀性能进行了分析和测试.结果表明,获得的WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度和结合强度高,分别达到1 435HV0.2和70.4 MPa,组织结构致密.相对于ZG06Cr13Ni54Mo不锈钢,纳米WC-10Co-4Cr涂层具有优异的抗磨蚀性能,其抗磨蚀性能是ZG06Cr1 3Ni54Mo不锈钢的10倍以上.

关键词: 超音速火焰喷涂 , 涂层 , WC-10Co-4Cr , 磨蚀

超音速喷涂纳米WC复合涂层与电镀铬层的组织及性能

吴燕明 , 赵坚 , 陈小明 , 杨潇 , 毛鹏展 , 赵鹏

材料热处理学报

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和电镀技术分别制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层及电镀铬层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站、磨损腐蚀加速试验机等手段对比分析了这两种涂层的性能以及使用寿命.结果表明,纳米WC复合涂层具有远高于电镀铬层的显微硬度、耐磨损性能及结合强度等,并且该涂层具有较高的致密度,而耐腐蚀性能略低于电镀铬层但也远高于基材,磨损腐蚀加速试验结果显示该涂层的使用寿命高达电镀铬层的5倍以上.

关键词: 超音速喷涂 , 纳米WC涂层 , 电镀铬

陶瓷颗粒增强环氧树脂复合涂层的力学性能及断裂机理分析

王莉容 , 吴燕明 , 陈小明 , 伏利 , 毛鹏展 , 周夏凉

电镀与涂饰

采用不同含量的Al2O3、ZrO2、SiC、WC这4种陶瓷颗粒分别制备了陶瓷颗粒增强环氧树脂涂层(陶瓷/环氧复合涂层),测试了所制涂层的洛氏硬度与结合强度.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察拉伸试验后涂层断裂面的形貌,探讨了涂层的断裂失效方式和断裂机理.结果表明,4种陶瓷/环氧复合涂层的洛氏硬度均较纯环氧涂层高,达到77～107 HR,呈现WC涂层＞Al2O3涂层＞ ZrO2涂层＞SiC涂层的趋势.除了陶瓷颗粒本身的硬度,其与环氧树脂的相容性对涂层洛氏硬度的影响很大.适当的陶瓷颗粒加入量能提高涂层的结合强度,加入过多反而使结合力下降.涂层的气泡或孔隙等薄弱部位作为断裂源,在外应力的作用下形成宏观裂纹,裂纹沿着薄弱区域扩展并发生偏转,最终导致涂层的断裂脱落.

关键词: 陶瓷 , 环氧树脂 , 复合涂层 , 硬度 , 结合强度 , 断裂机理

超音速等离子喷涂制备水力机械耐冲蚀涂层的研究

吴燕明 , 伏利 , 陈小明 , 周夏凉 , 毛鹏展 , 马红海

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.001

SQC-100新型超音速等离子喷涂系统既有HVOF的高速度和涂层致密性,又有等离子的高沉积效率,能够在保证涂层质量的前提下有效降低成本.采用SQC-100型超音速等离子喷涂技术喷涂WC-10Co-4Cr涂层,并研究其耐冲蚀性能.结果表明,孔隙率为0.77%,硬度为1 210 HV0.2,结合强度达到72 MPa,涂层性能基本达到超音速火焰喷涂同等水平.此外,获得的涂层具有良好的耐泥沙冲蚀性能,涂层耐冲蚀性是ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢的3.88倍,并研究了涂层内部裂纹主要以穿晶断裂形式扩展.研究表明WC-10Co-4Cr涂层在高含沙水流中的水力机械零部件领域有广泛的应用前景.

关键词: 超音速等离子喷涂 , WC-10Co-4Cr , 冲蚀 , 穿晶断裂

轧辊光纤激光毛化工艺试验

赵子强 , 张岩 , 裴悦凯 , 王潇 , 张瑞华 , 赵琳

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130308

利用光纤激光毛化系统对轧辊进行了毛化试验,研究了激光毛化参数对毛化点阵和粗糙度的影响,并尝试开发了激光无序毛化工艺.研究结果表明,激光有序毛化工艺条件下,毛化点尺寸、形态一致,呈现火山口形貌.激光功率、脉冲频率和脉冲占空比对毛化点尺寸有较大的影响,而激光功率、脉冲占空比和侧吹气体流量对毛化粗糙度具有明显的作用.采用脉冲频率调制的方式实现了光纤激光无序毛化工艺.无序毛化后,冷轧线工作辊表面粗糙度约为2.2μm,毛化峰值密度在75 cm-1以上;镀锌线光整机工作辊粗糙度约为3.2μm,毛化峰值密度在85cm-1以上,平均峰值密度达到了95cm-1.所开发的激光无序毛化工艺已应用于实际生产.