HVOF喷涂参数对WC-Co涂层力学性能的影响
HVOF喷涂亚微米级WC-12Co涂层的物相变化与耐磨损性能
HVOF喷涂亚微米级WC-12Co涂层的物相变化与耐磨损性能杨雪;叶福兴;崔崇;王惜宝【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2009(001)002【摘要】本文采用超音速火焰喷涂技术,以含有亚微米级WC颗粒的WC-12Co热喷涂粉末为原料,制备高硬度、高耐磨性的WC-12Co金属陶瓷涂层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损实验机等对涂层的微观组织结构及其耐磨性能进行了研究.研究结果表明:在喷涂过程中,所选用的各组工艺参数所制备的涂层中WC颗粒都发生了少量的脱碳分解;丙烷燃气流量越低、氧气流量越低、喷涂距离越长,WC的脱碳分解程度越低.在干磨擦、负载15kg、对磨环转速200r/min的条件下,涂层的磨损机制为:初期为对软相金属Co的犁沟切削,然后以硬质的WC作为磨粒的磨粒磨损为主,磨损后期还出现了一定程度的粘着磨损.在磨损过程中发生了少量物相转移,在涂层表面可以检测到Fe元素.【总页数】5页(P53-57)【作者】杨雪;叶福兴;崔崇;王惜宝【作者单位】天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072;天津大学材料科学与工程学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TG174.442【相关文献】1.HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的抗汽蚀性能 [J], 赵辉;张云乾;丁彰雄2.HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层：粉末颗粒形貌和喷涂参数对涂层微观组织、性能和高温耐磨性的影响 [J], D. Poirier;J.-G. Legoux;R. S. Lima3.HVOF 喷涂 WC-12Co 涂层性能及磨蚀机理 [J], 周夏凉;陈小明;赵坚;王莉容;程文韬;伏利;毛鹏展4.HVOF喷涂WC-12Co涂层及其摩擦磨损性能研究 [J], 吴旭;郭志猛;于继平5.HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的组织结构分析 [J], 赵辉;王群;丁彰雄;张云乾因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
HVOF喷涂WC-Ni涂层在双相不锈钢上的摩擦和磨损行为
HVOF喷涂WC-Ni涂层在双相不锈钢上的摩擦和磨损行为摘要.本文研究了超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂WC-Ni涂层的摩擦和磨损行为。
WC-Co涂层用作参考样品。
分别在纯水和3.5%（wt.）盐溶液中的WC-Ni和WC-Co涂层表面进行销盘测试。
结果表明，WC-Co涂层由于其高硬度值在纯水中具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。
然而，WC-Co涂层的磨损疤痕上观察到裂纹，并且磨损率的增加率达到WC-Ni涂层的2-4倍。
耐腐蚀耐磨性不仅受涂层硬度的影响，还受粉末成分的影响。
因此WC-CrNi涂层在盐溶液中表现出优异的耐磨和耐腐蚀性能。
关键词. WC基涂层, HVOF, 磨损, 腐蚀.1. 引言WC基的热喷涂涂层在工业中的应用一直在增加，用于提高部件寿命以及降低维护成本[1]。
超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂的涂层具有与基材附着力强、孔隙率低、耐磨性高等优点[2-5]。
因此，它们通常用作燃气轮机，蒸汽轮机和航空发动机等应用中的保护屏障[6，7]。
WC-Co基的HVOF涂层因其较高的高硬度和足够的韧性而最常使用[2，8，9]。
先前的研究表明，影响微观结构完整性和硬度的涂层成分是决定涂层耐磨性和耐腐蚀性的主要因素[10，11]。
先前的研究表明，盐水的侵蚀性环境具有不利影响，可导致HVOF喷涂WC-Co涂层的降解[1]。
然而，WC-Ni基涂料，如WC-Cr3C2-Ni和WC-NiCr[14，15]，被观察到具有中等的耐磨性[16]，但比WC-Co涂料具有更好的耐腐蚀性[17]。
因此，这些涂料特别适用于在水环境中工作的耐磨部件，例如大型水泵，城市水系统等。
尽管许多论文涉及这些涂层的干磨磨损或侵蚀性磨损，但它们侧重于其机械性能的特定磨损率（或体积磨损损失）[18，19]，但忽略了WC-Ni基涂层的磨损腐蚀性能和微观结构之间的内在关系。
在这项研究中，以WC-Co 基涂层为参考的WC-Ni基原料粉末被HVOF喷涂以形成金属陶瓷涂层。
HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层性能及其在硬密封球阀上的应用
HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层性能及其在硬密封球阀上的应用邱晓来;王汉洲;黄明金;刘宝;王群【摘要】为提高金属硬密封球阀的抗磨损和耐腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺,在1Cr13不锈钢钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层.测试了涂层与基体的结合强度以及涂层的显微硬度、气孔率、抗磨损和腐蚀等性能.结果表明:WC-10Co4Cr涂层与粉末的相结构基本一致,涂层的显微硬度高,组织结构致密且与基体的结合强度高;另外,WC-10Co4Cr涂层还表现出较好的抗腐蚀性能和优异的抗磨粒磨损性能.生产实践表明,这些球阀密封性能好,开关灵活且耐磨和耐腐蚀性能良好.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】5页(P64-68)【关键词】超音速火焰喷涂;硬密封球阀;WC-10Co4Cr涂层;显微硬度;气孔率;磨粒磨损;腐蚀【作者】邱晓来;王汉洲;黄明金;刘宝;王群【作者单位】超达阀门集团股份有限公司,浙江温州 325105;超达阀门集团股份有限公司,浙江温州 325105;超达阀门集团股份有限公司,浙江温州 325105;超达阀门集团股份有限公司,浙江温州 325105;湖南大学,湖南长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TG174金属硬密封球阀广泛应用于高压力和较高温度的燃气、石油和煤化工行业[1]。
由于管输物料通常含有腐蚀性的气相和液相介质以及一些高硬度的固相硬质颗粒，在球阀启闭时，流动介质中的高硬度固相粒子在高压力气相和液相的作用下，对球阀的阀体、内件及密封面造成很大的冲蚀和磨蚀[2-3]。
金属硬密封球阀一般使用碳钢或不锈钢材质制造，由于材质本身的限制（耐腐蚀性偏低和／或硬度较低），碳钢或不锈钢制造的球体和阀座在严苛的工况下，容易发生较快速的磨损和腐蚀，从而造成球阀的泄漏、卡涩和开关不到位等故障[4]。
为此，需要对阀芯零件进行表面强化处理，以提高其抗磨损和耐腐蚀性能，使金属硬密封球阀在恶劣工况下，能安全可靠地工作[2]。
HVOF中喷涂距离对AZ91D镁合金WC涂层性能影响研究
设计 试验
机械 管理开 发
Ｔ ｏｔ ａｌ ｏｆ１ ３７ Ｎ ｏ． １ ２Ｏ１ ４
Ｈ Ｖ Ｏ Ｆ 中 喷涂 距 离 对Ａ Ｚ ９ １ Ｄ 镁 合 金
ＷＣ 涂 层 性 能 影 响研 究
李 强 （ 同煤集 团中央机厂 ，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ １ ）
作者 简介 ：李强 （ １ ９ ８ ３ 一 ），男，山，现 就职 于同煤集 团中央机厂技术 给量 、燃料供 给量 、涂层厚 度 、喷涂距离 、喷涂 温度
中心 。
等 。在 本设计 中改变 喷涂距 离会造 成热机 械作用 程度
．
６Ｏ ．
件已经逐渐被镁合金代替 ，尤其是在航空航天中的应 金基体表 面制 备防护层 ，形成 耐蚀屏 障 ，实现 对镁 合
用也 日趋广泛 ，被誉为本世纪最有前途 的绿色材 。
金基体的有效保护。但是 ， 开发高纯度的镁合金和高
但 是 ，镁 的 电负性极 强 ，标 准 电极 电位仅 约为一 耐 蚀性新 型镁 合金成本 较高 ，并且效 果也不 是特 别理 ２ ． ３ ７ ｖ。因此 ，极高的化学活泼性制约 了镁的大范 围推 广使 用 ，同时造 成了镁及 其合金 在潮湿 的空气 、含硫 气 氛 和 海 洋 大气 中会发 生严 重 的化 学 腐 蚀 。通常 情 况 ，氧化 后的镁 及其合金 表面形 成的氧化 膜疏 松 、多 孔 ，这样 的结构 很难抑制 基体 的进一步 腐蚀 。所 以 ， 镁 及其合 金的耐 腐蚀性 差 已成 为其被广 泛应 用的最 大
（ 编辑 ：赵 婧 ）
Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ Ｔｏ ｐｏｌ ｏｇ ｙ Ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈｅ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ
超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究
超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究简中华;马壮;王富耻;曹素红;王全胜【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2007(032)001【摘要】利用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及干摩擦磨损过程中涂层材料失重,得出涂层干摩擦因数随时问的变化关系,分析了涂层摩擦磨损机制.结果表明,WC-Co涂层致密,平均孔隙率为1.29%,显微硬度达1 140HV(测试载荷2.94 N),干摩擦条件下材料失重低于电镀Cr镀层2个数量级;摩擦初期,干摩擦因数迅速增加,主要磨损特征是粘结相富Co区的犁沟切削,摩擦中后期,摩擦副问实际接触面积增大,摩擦因数变化较小,磨损趋于稳定.WC-Co涂层的主要磨损机制是疲劳磨损和犁沟切削.【总页数】4页(P90-92,98)【作者】简中华;马壮;王富耻;曹素红;王全胜【作者单位】北京理工大学材料科学与工程学院,北京,100081;北京理工大学材料科学与工程学院,北京,100081;北京理工大学材料科学与工程学院,北京,100081;北京理工大学材料科学与工程学院,北京,100081;北京理工大学材料科学与工程学院,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】TH117.1【相关文献】1.超音速火焰喷涂（HVAF）WC-Co合金涂层微观组织与耐磨性分析 [J], 黄恒钧;刘东旭;牛超楠;王慧文;王佳杰2.超音速火焰喷涂WC-Co(Cr)涂层在NaCl溶液中抗空蚀性能研究 [J], 丁彰雄;石琎;丁翔;胡一鸣;廖星文;邓帮华3.超音速火焰喷涂WC-Co涂层超高速磨削试验研究 [J], 郭力;易军;盛晓敏4.超音速火焰喷涂纳米结构WC-Co涂层研究进展 [J], 刘晓丽;李明5.超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr与WC-Co涂层高温结合性能研究 [J], 门向东;陶凤和;甘霖;赵金辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
HVOF技术简介
• 5、 HVOF 涂层与其它方法制备的涂层的性能比较
5.1 与其它热喷涂方法的比较 HVOF WC-Co 涂层的硬度可以达到 1100 — 1300Hv ，与爆炸喷涂层相 当，显著高于等离子喷涂层，一般等离子 WC-Co 涂层的显微硬度为 800 — 1000Hv 。表 2 为文献 [30] 所报导的几种涂层的硬度值。 表 2 几种 WC-Co 涂层与电镀硬铬层的硬度 [30] 涂层 HVOF HVOF 电镀硬铬层 爆炸喷涂 成分 WC-12Co WC-27NiCr Cr WC-13Co 硬度（ Hv 0.3 ） 1100~1270 1000~1100 800~900 1100~1200
但是，涂层的重熔工艺要求将工件表面加热到1000℃以上，加热温 度高，不仅容易引起基体组织和性能的变化，而且，还会产生巨大的热
应力，从而引起变形，对于要求比较严格的近终成形的零件，就难以适 用。HVOF涂层的优越性能为取代喷焊层提供了可能。
图 4各类HVOF喷涂层与NiCrBSi喷焊层，电镀硬铬层的耐磨料磨损性能 试验结果的比较例[33]。HVOF采用DJ系统喷制。图中，NiCrBSi（相当于 Ni60）喷焊层的耐磨损性作为1进行相对比较，该结果也说明通过选择合 适的涂层材料，可以得到性能优于喷焊与电镀硬铬层的HVOF涂层。
超音速火焰喷涂 WC-10Co4Cr 涂层的力学性能及断裂机理
超音速火焰喷涂 WC-10Co4Cr 涂层的力学性能及断裂机理周夏凉;陈小明;吴燕明;伏利;王莉容;马红海【期刊名称】《机械工程材料》【年(卷),期】2015(000)010【摘要】采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在不锈钢基体上制备了 WC-10Co4Cr 涂层,测试了涂层的显微硬度和结合强度,研究了涂层的物相组成和横截面、断裂面的形貌,分析了涂层的断裂方式和断裂机理.结果表明：WC-10Co4Cr 涂层的平均显微硬度达1147．6 HV,结合强度为70 MPa；涂层的拉伸断裂为典型的脆性断裂,没有明显的塑性变形过程；涂层中颗粒间的孔隙和微裂纹在外应力的作用下形成裂纹,裂纹沿颗粒与颗粒间的界面扩展并伴随扩展方向的偏转,最终导致涂层的断裂.【总页数】4页(P52-55)【作者】周夏凉;陈小明;吴燕明;伏利;王莉容;马红海【作者单位】水利部产品质量标准研究所，杭州 310012; 水利部杭州机械设计研究所，杭州 310012;水利部产品质量标准研究所，杭州 310012; 水利部杭州机械设计研究所，杭州 310012;水利部产品质量标准研究所，杭州 310012; 水利部杭州机械设计研究所，杭州 310012;水利部杭州机械设计研究所，杭州 310012;水利部杭州机械设计研究所，杭州 310012;水利部杭州机械设计研究所，杭州310012【正文语种】中文【中图分类】TG174.44【相关文献】1.超音速等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层的力学性能及冲蚀磨损失效分析 [J], 刘娴;周夏凉;陈小明;伏利;毛鹏展2.爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性 [J], 高俊国;汤智慧;王长亮;郭孟秋;崔永静3.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 [J], 王莉容;吴燕明;陈小明;伏利;毛鹏展;周夏凉4.爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性（英文） [J], 高俊国;汤智慧;王长亮;郭孟秋;崔永静;5.超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr粒子沉积状态对涂层滑动磨损的影响 [J], 万伟伟;高峰;王旭;国俊丰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
HVOF制备亚微米结构WC-12Co涂层性能研究
研 究结 果表 明 ： 喷涂过 程 中， 亚微 米结构 ＷＣ粒 子 没有 明 显的 脱碳 分 解发 生 ， 层 组 织结 构 涂
致 密 ， 显微硬 度平 均值 高达 ＨＶ１ ０ ； 相 同的试验 条件 下 ，６ 其 １５ 在 １ Ｍｎ钢 的磨粒 磨损 量 是 亚微
米 ｗ Ｃ１Ｃ －２ ｏ涂 层 的 ７ ８倍 ， 表 明亚微 米 结构涂 层具有优 异 的抗磨 粒磨损 性 能 ． ． 这
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第 ３ ４卷
第 ２期
湖
南
大
学
学
报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖｏ ． ４． １３ ＮＯ． ２ Ｆｅ ｂ．２ ０ ０ ７
２ 年 ２ 月 ０ ０ ７
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＨｕ ａ ｉｅｓｔ（ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃｓ ｏ ｒａ ｎ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ Ｎａｕａ Ｓ ｉｎ ｅ ） ｏ ｙ
文 章编 号 ：０ ０ ２ ７ ２ ０ ０ — ０ ６ ０ １ ０ —４ ２（０ ７） ２０ ５ ．４
Ｈ ＶｏＦ 制 备 亚 微 米 结 构 Ｗ Ｃ． ２ １ Ｃｏ 涂 层 性 能 研 究
王 群 ¨， 彰 雄 陈振 华 张世 英 吴 维冬 丁 ， ， ，
（ ． 南 大 学 材 料 科 学 与工 程学 院 ， 南 长 沙 １湖 湖 湖北 武汉 ４ ０ ８ ； ． 汉 理 工 大学 能 源 与 动 力 工 程 学 院 ， １０ ２ ２ 武 ４００ ） １ ０ ３ ４ ０ ６ ； ． 沙学 院 生 物 工 程 与 环境 科 学 系 ， ３０ ３ ３ 长 湖南 长 沙
Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｑｕ ¨。ＤＩ ＮＧ ｈ ｎ — ｉｎ ２ ＨＥＮ ｅ ｇｈ ａ ，Ｚ Ｚ ａ ｇ ｘｏ ｇ 。Ｃ Ｚｈ ｎ ． ｕ ＨＡＮＧ ｈ— ｉｇ 。 Ｕ ｅ—ｏ ｇ Ｓ ｉ ｎ。Ｗ Ｗ ｉ ｎ ｙ ｄ
WC-Co-Cr涂层的孔率和层状结构对冲蚀行为的影响
WC-Co-Cr涂层的孔率和层状结构对冲蚀行为的影响WC-Co-Cr涂层是一种广泛应用于工业材料表面保护的高性能涂层。
在很多情况下，这种涂层要承受各种冲击和摩擦因素的侵蚀，因此其冲蚀性能无疑成为衡量涂层质量的一个重要因素。
本文旨在研究WC-Co-Cr涂层的孔率和层状结构对其冲蚀行为的影响。
首先，我们来介绍一下WC-Co-Cr涂层的制备过程。
WC-Co-Cr涂层是由高熔点的碳化钨、钴和铬三种元素组成的混合粉末，采用高速旋转火焰喷涂（HVOF）技术，将粉末喷射到基材表面。
在高速喷射后，涂层表面会产生大量的微小孔隙，形成孔率。
同时，由于喷涂时粉末颗粒之间碰撞和溅射，涂层也会形成一定的层状结构。
然后，我们进行了一系列冲蚀实验，以研究WC-Co-Cr涂层孔率和层状结构对其冲蚀性能的影响。
实验结果表明，涂层孔率与冲蚀速率之间存在着明显的正相关关系。
即，涂层孔隙越多，其冲蚀速率越高。
这是因为涂层孔隙会导致涂层表面出现大量破损和剥离，从而降低其整体冲蚀性能。
因此，我们可以通过控制涂层孔隙率的大小，来提高涂层的冲蚀抗性。
然而，涂层的层状结构却对冲蚀性能的影响相对复杂。
我们发现，在一定范围内，涂层的层状结构可以有效提高其冲蚀性能。
这是因为具有层状结构的涂层，在遭受冲击和摩擦时，可以通过涂层层与层之间的黏合力来吸收能量，从而减少涂层表面的剥离和破损。
然而，过厚的涂层层状结构会导致涂层的硬度不均匀，从而影响其整体冲蚀性能。
因此，我们建议在涂层制备过程中，应合理控制层状结构的厚度和间距，以获得最佳的冲蚀性能。
综上所述，WC-Co-Cr涂层的孔率和层状结构对其冲蚀行为具有显著的影响。
通过控制涂层孔隙率和层状结构的大小和间距，我们可以优化涂层的冲蚀性能，并提高其使用寿命。
因此，本研究对于改善WC-Co-Cr涂层在工业生产中的应用具有重要意义。
除了孔率和层状结构，WC-Co-Cr涂层的物理、化学、结构特性也会影响其冲蚀性能。
例如，涂层硬度、结晶度、残余应力、晶体取向等都会影响其冲蚀性能。
HVOF喷涂纳米结构WC-12Co涂层的抗汽蚀性能
第 ３ 卷 第 ３ １ 期
２０ ０ ７年 ６月
武汉理工大学学报骛 差 （ ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｕ ａ ｎｖ ｒ ｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＷ ｈ ｎ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ
（ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ） Ｔｒ ｎ ｐ ｒａｉ ｃｅ ｃ ｏ ｇｎ ｅ ｉｇ
要 的 ， 米 材 料 的小 尺 寸效 应及 其 表 面效 应 可 能 纳
赋 予 纳 米 涂 层 以独 特 的抗 汽蚀 性 能 ］ＷＣ Ｃ 吨． —ｏ
１ 试 验 材 料 与方 法
１ １ 试 验 材 料 ．
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其 中 ＷＣ 为硬质 相 ， ｏ为 金属 粘结 相 ， 有 一 Ｃ 具
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辉 ： ，５岁 ， 验 师 ， 要 研 究 领 域 为 材 料 表 面 工 程 女 ４ 实 主
国 家 自然 基 金 项 目资助 （ 准 号 ：０ ７ ０ ６ 批 ５４９１）
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第 ３期
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辉， ： 等 ＨＶＯＦ喷 涂 纳 米 结 构 Ｗ Ｃ １Ｃ 一２ ｏ涂 层 的抗 汽蚀 性 能
上… ］ ．
层 的 涂层设 计 、 工艺设 计 提 供理论 依 据 ， 且还 能 而 加 深 对纳 米 材 料 性 能 的认 识 ， 有 重要 的科 学研 具 究 意义 和实 际运 用价 值 ．
目前 的研 究 已表 明纳米材 料可 以同时 提高 材
料 的 硬度 和韧 性 ， 一特 性 正 是抗 汽 蚀 材 料 所 需 这
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