WC-17Co粉末尺寸对粒子飞行状态与涂层性能的影响分析

摘要

目的提高碳化钨涂层的性能。方法运用Fluent软件进行超音速火焰喷涂焰流的仿真模拟,得出喷涂距离-焰流速度、喷涂距离-焰流温度曲线。采用粒子飞行监测仪对三组不同粒度（粒子平均直径分别为21.72、32.92、42.56μm）WC-17Co粉末在超音速火焰喷涂过程中的飞行状态进行监测,并得出喷涂距离-速度、喷涂距离-温度曲线,揭示喷涂过程中焰流速度、温度对粒子速度和温度的影响。通过扫描电镜观察分析不同粒度WC-17Co粉末撞击镍718合金基体后的扁平化程度,测量不同粒度WC-17Co涂层的孔隙率,比较涂层致密度的差异,同时采用压痕法测量涂层的硬度。结果 WC-17Co粒子飞行速度和温度随喷涂距离的增加呈先增大后减小的趋势,且粒子飞行速度和温度随粉末粒径的增大而减小,根据粉末粒径的不同,其速度峰值在690~810 m/s之间变化,温度峰值在1890~2050℃之间变化。直径越小的粒子撞击基体后的扁平率越高,扁平率在1.94~2.35之间。WC-17Co涂层的孔隙率随粒子直径的增大而升高,涂层的硬度与孔隙率成反比,涂层努氏硬度在1072~1284HK之间。结论超音速火焰喷涂过程中,碳化钨粉末的飞行速度和温度呈先增大后减小的趋势,且飞行速度和温度与粒子直径大小成反比。碳化钨涂层的致密度与硬度随粒子直径的增大而减小。