等離子噴涂涂層抗沖蝕磨損機能的影響

近年來，熱噴涂技術已經被廣泛應用于制備不同工況前提下材料表面的沖蝕磨損防護涂層，主要利用其對基體熱影響小、設備簡樸以及出產效率高等長處，目前已取得了較好的效果。熱噴涂WC-Co涂層是一種在高溫焰流作用下以WC作為硬質相，Co作為粘結相形成的一種硬面涂層。因為Co對WC有很好的潤濕性，當溫度升高到一定值時，WC能溶解在Co中，溫度降低時又形成WC骨架。所以WC可用Co作為粘結相進行高溫燒結或復合，使得WC-Co涂層具備高硬度和良好柔性，使得材料表面有效推延沖蝕破壞的孕育期，按捺或減少沖蝕磨損破壞。

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大氣等離子噴涂(APS)過程涉及極為復雜的等離子電弧的傳熱與活動、粉末粒子與等離子射流之間以及熔融粒子與基體之間的相互作用，這使得涂層綜合機能對噴槍類型、噴涂間隔極為敏感。劉延寬等人運用Fluent軟件對HVOF焰流進行仿真模擬, 揭示噴涂過程中焰流速度、溫度對粒子速度和溫度的影響。文魁等人采用SprayWatch3i在線監測系統丈量了F6大氣等離子噴槍在不同噴嘴前提下產生的等離子射流中Al2O3-3TiO2粒子的溫度和速度，研究了粒子的扁平化程度及涂層機能。在噴涂過程中，粒子速度與溫度之間的關系是相互矛盾的，在平等噴涂間隔下，若要增加粒子的飛行速度，粒子加熱的時間就會縮短，降低了粒子的溫度；若要增加粒子的溫度，粒子的速度就會降低。所以在噴涂過程中，需要獲得較好的粒子溫度與速度的配合(即合適的噴涂間隔)才能獲得高質量涂層。

WC-12Co硬質涂層因為具有良好的耐磨耐蝕機能，被廣泛應用到產業的各個方面。V·Bonache等人采用等離子噴涂制備微米結構與納米結構粉末的WC-Co涂層，研究發現電流為625 A時，微米結構的WC-Co涂層在45°沖蝕角下失重率大于大于90°沖蝕角。王海軍等人采用HVOF法制備WC-Co涂層，研究了沖蝕角30°與90°下WC-Co涂層的沖蝕磨損機能，研究發現沖蝕角為90°時失重率大于30°，其涂層的失效形式是涂層疲憊剝落。李陽等人利用HVOF法制備WC-Co-Cr涂層，分析了涂層孔隙和層狀結構等缺陷對15°、45°、75°和90°攻角下的料漿沖蝕行為。目前，就不同工藝參數對等離子噴涂制備WC-Co涂層機能研究報道較多，主要集中于電流與主氣流量方面；涂層抗沖蝕磨損機能研究主要集中于不同沖蝕角度對其的影響。文中以Q235鋼為基體采用等離子噴涂制備WC-12Co涂層，研究不同噴涂間隔對涂層顯微組織、力學機能及抗沖蝕磨損能力的影響，通過丈量不同噴涂間隔下粒子速度與溫度，揭示粒子溫度與速度對涂層機能的影響，并探討WC-12Co涂層沖蝕磨損的機理。

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