碳化钨／钴金属陶瓷的热喷涂涂层，由于其良好的硬度和韧性，广泛地应用于航空航天、汽车、冶金、机械等领域，以增强基体金属的耐磨性能及修复磨损部件。然而，WC／Co粉末在热喷涂过程中会发生脱碳和相的分解，涂层中出现了W<,2>C，η(Co<,3>W<,3>C、Co<,6>W<,6>C)，甚至金属钨，这使得涂层的断裂性能和磨损性能降低。原始粉末中WC晶粒尺寸、相组成、形貌和大小等性质对涂层的相组成和性能影响很大。热喷涂粉末的特性往往因其制粉工艺方法的不同而异。 采用烧结破碎法制备WC-17％Co热喷涂粉末，特别是超细粉末及其加碳粉的研究报道很少。本课题采用烧结粉碎法制备了超细WC-17％Co热喷涂粉末，并尝试了在其中加入适量的细碳粉，主要采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对粉末的形貌和结构进行了研究，综合分析了烧结温度、有机粘结剂、添加碳粉对粉末特性的影响，并将粗粉与其作了对比研究。最后，用自制的热喷涂粉末在空气等离子中喷涂了粒子尺寸不同的四种耐磨涂层，分析了涂层的形成机理，研究了粉末特性对涂层相组成、结构及性能的影响。研究结果表明：1250℃是制备超细WC-17％Co热喷涂粉末较好的烧结温度，可将0.68μm的超细晶粒WC粉和2.39μm的Co粉混合粉制备成粒度为45～75 u m的WC-17％Co热喷涂粉末；将有机粘结剂和细碳粉按适当的比例混入粉末中，有利于制备出合格的WC-17％Co热喷涂粉末；碳粉除极少量溶于粘结相Co中外，在超细热喷涂粉末中主要以游离态存在；制备超细’WC-17％Co热喷涂粉末要比粗粉在同样的工艺条件下的烧结程度大；烧结粉末中形成了颜色较深的、半透明的、模糊态物质，该物质主要是以Co为基的γ固溶体。四种涂层相比，用超细WC粒子制成的涂层表面比较平整，填充孔隙性能好，粗的和中等粒子涂层中颗粒熔化及变形不均匀；粉末中粒子越细，其涂层的表面洛氏硬度(HRA)越大：喷涂粉末中加入细碳粉不仅有利于提高涂层的硬度，而且可减小涂层脱碳程度。研究结果对于优化热喷涂粉末制备工艺，最终提高涂层性能具有非常重要的意义。
展开▼
