超音速火焰噴涂WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層斜入射沉積工藝及組織特性研究.pdf

1、本文以超音速火焰噴涂和高頻感應(yīng)熔覆工藝在17-4PH不銹鋼的基體上制備不同的WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層。通過(guò)斜入射噴涂WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層，利用噴涂時(shí)所設(shè)參數(shù)計(jì)算涂層的沉積效率，使用掃描電鏡以及金相顯微鏡觀察涂層的橫截面形貌，使用表面輪廓儀獲得涂層和熔覆層的表面粗糙度，通過(guò)顯微硬度計(jì)測(cè)試了涂層的硬度-深度分布，使用圖像法計(jì)算涂層的孔隙率，使用液壓伺服疲勞測(cè)試系統(tǒng)獲得熔覆層的拉伸強(qiáng)度、延伸率和疲勞壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)采用超音速

2、火焰噴涂的方法在尺寸為ψ19的試驗(yàn)樣品上噴涂50-60μm的涂層，并用感應(yīng)熔覆的方法對(duì)涂層進(jìn)行感應(yīng)熔覆。WC增強(qiáng)Ni60涂層的熔覆電流為760-780A要高于Ni60A涂層的熔覆電流700-740A。當(dāng)以700A的熔覆電流熔覆Ni60A涂層時(shí)，涂層硬度為8.0-8.5GPa，基體未出現(xiàn)軟化現(xiàn)象;當(dāng)熔覆電流為740A時(shí)，涂層硬度為6.0-7.5GPa，基體表面硬度降低，軟化層深度為40μm。當(dāng)以760A的熔覆電流熔覆Ni6040WC涂層時(shí)

3、，熔覆層的硬度為8.0-9.5GPa，基體軟化深度30μm;熔覆電流增大到780A時(shí)，硬度為8.5-9.5GPa，基體軟化深度為50μm。(2)隨著噴涂角度的增大，Ni60A和Ni6040WC粒子的沉積率略有增大，涂層的表面粗糙度降低，涂層硬度增大。感應(yīng)熔覆后，涂層的表面粗糙度降低，涂層硬度降低。熔覆后涂層硬度隨噴涂角度的增大而增大。其中，Ni60A熔覆涂層硬度由噴涂角度為30°時(shí)的5.5GPa增大到噴涂角度為90°時(shí)的7.5GPa;

4、Ni6040WC熔覆涂層硬度由噴涂角度為30°時(shí)的6.0GPa增大到噴涂角度為90°時(shí)的9.5GPa。(3)采用超音速火焰噴涂的方法在中心尺寸為ψ4的試驗(yàn)樣品上噴涂50-60μm的涂層。采用感應(yīng)熔覆的方式對(duì)涂層進(jìn)行感應(yīng)熔覆。其中Ni60A涂層熔覆電流為860A，Ni6040WC涂層熔覆電流為880A。隨著試樣上升速度的降低，孔隙率降低，涂層硬度分別為9.5和8.5GPa保持不變。(4)基體試樣的軸向拉伸強(qiáng)度和延伸率都最大，分別為1193

5、MPa和1.575％。加Ni60A熔覆層的拉伸強(qiáng)度最小;45°噴涂和90°噴涂涂層的試樣拉伸強(qiáng)度，加Ni6040WC熔覆層的后者大，加Ni60A熔覆層的前者大。加Ni60A熔覆層的延伸率比加Ni6040WC熔覆層的大，45°噴涂獲得熔覆層的試樣延伸率比90°噴涂的延伸率大。(5)對(duì)熔覆后的試驗(yàn)樣品進(jìn)行表面拋光和熱處理可以顯著提高疲勞壽命，基體噴砂后進(jìn)行超聲清洗也有利于疲勞壽命的提高，以45°入射角制備的涂層試樣的疲勞壽命高于90°噴涂的