含WC陶瓷相电弧喷涂层耐磨粒 - 中国科技论文在线.PDF

中国科技论文在线 第 27卷 第2期 摩 擦 学 学 报 Vol27， No2 2007年3月 TRIBOLOGY March，2007 含WC陶瓷相电弧喷涂层耐磨粒 磨损性能的研究 贺定勇，傅斌友，蒋建敏，李晓延，王智慧，栗卓新 (北京工业大学 材料科学与工程学院，北京 100022) 摘要 ：采用电弧喷涂含WC—CoNi金属陶瓷粉末的粉芯丝材 ，在低碳钢基体上制备铁基复合涂层，采用MLS-225型湿砂 橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的耐磨粒磨损性能，利用光学显微镜、扫描电子显微镜和 x射线衍射仪对涂层 的显微组织结构、磨损表面及其相组成进行分析．结果表明：含WC陶瓷相涂层的耐磨粒磨损性能较好 ，相对 Q235钢 提高约9倍；当粉芯中WC质量分数低于25％时，随着WC含量增加，涂层的硬度和耐磨性增加；当粉芯中WC质量分 数超过25％后，涂层的耐磨性有所下降；电弧喷涂含WC陶瓷相涂层的磨损机制主要为硬质相的脆性剥离和轻微的 塑性切削，在磨粒磨损条件下硬度较低的金属基体先磨损 ，硬度较高的WC和Fe，B硬质相起到阻止石英砂磨损的作 用，从而降低了涂层的磨损． 关键词：电弧喷涂；粉芯丝材；碳化钨；磨粒磨损 中图分类号 ：TG174．442；TH117．3 文献标识码：A 文章编号：1004-0595(2007)02-0116-05 每年工业领域 50％的机械部件失效是由磨损 进行初步探讨． 引起的 ，解决其有效途径是在这些机器零部件表 1 实验部分 面制备一层抗固体粒子磨蚀涂层．WC粉末在室温 及540oC以下具有优异的机械陛能，如高的硬度、延 1．1 涂层试样制备 展性及杨氏模量，采用 co或 Ni等金属作为粘结相 试验采用JZY一250型电弧喷涂设备制备涂层． 材料，经高温烧结或包覆处理形成硬质合金粉末，用 喷涂材料为自制Fe基粉芯丝材，直径为担 mm．丝 以制造耐热性和耐磨性 良好的硬质合金制品或耐磨 材外皮采用 10．0mm×0．3mm的304L不锈钢带， 涂层．热喷涂 WC—Co、WC．Ni及纳米喂料WC．Co金 其化学成分分别为(质量分数，全文同)：0．027％C， 属陶瓷涂层被广泛用于许多领域 一 ，特别是在耐 0．36％Si，1．65％Mn，0．027％P，0．001％S，18．18％ 磨粒磨损以及泥沙冲蚀磨损等领域．采用高速电弧 Cr，8．06％Ni，余量为 Fe．丝材粉芯的主要成分 喷涂含WC陶瓷粉末粉芯丝材制备涂层具有较高硬 表 1 粉芯的主要成分 度和耐磨性…J ，可以在烟道风机叶片及泥浆泵等 Table1 Compositionofpowder ％ 耐磨部件中使用． 目前国内外关于热喷涂制备WC金属陶瓷涂层 的方法大多集中在超音速火焰喷涂(HVOF)、等离 子喷涂及高速 电弧喷涂方面，用普通电弧喷涂方法 制备WC金属陶瓷涂层的研究还少有报道．本文作 者在热喷涂粉芯丝材的粉芯中添加不同含量 WC— CoNi等粉末，采用电弧喷涂方法制备含WC陶瓷相 见表 1．粉芯中WC一12CoNi复合粉末粒度为0．038 的金属陶瓷涂层，对涂层的显微组织和相组成进行 ～ 0．075mm，Fe62铁基 自熔性合金粉末粒度处于 分析，