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HVAF制备WC基涂层结构与滑动摩擦磨损性能研究
HVAF制备WC基涂层结构与滑动摩擦磨损性能研究
摘要：
本文研究了采用高速火焰喷涂（HVAF）技术制备的WC基涂层的微观结构和滑动摩擦磨损性能。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对涂层的微观结构进行了表征。通过滑动摩擦磨损实验对涂层的磨损性能进行了评价。研究结果表明，HVAF制备的WC基涂层具有致密和均匀的微观结构，涂层与基体的结合强度高。涂层的硬度和耐磨性能优异，具有较高的抗磨损能力。
关键词：HVAF；WC基涂层；微观结构；滑动摩擦磨损性能
1.引言
WC基涂层具有优异的耐磨性能、高硬度、高耐高温性等特点，在机械工程、航空航天等领域有着广泛的应用。HVAF是一种新兴的喷涂技术，具有喷涂效率高、粒子衬底冲击速度高、结合强度高等优点。本研究旨在通过HVAF技术制备WC基涂层，并研究涂层的微观结构和滑动摩擦磨损性能。
2.实验方法
2.1试样制备
采用HVAF技术制备WC基涂层，使用的喷涂设备为XYZ型HVAF设备。基底材料选择为316L不锈钢，表面进行喷涂前的预处理。喷涂参数如下：气氛气体为氮气，喷涂粉末为WC粉，粒径为30-50μm。在HVAF设备中，粉末与高速气流混合后喷射到基底表面，形成涂层。
2.2显微结构表征
使用OM对涂层的表面形貌进行观察。SEM用于对涂层的微观结构进行分析和观察。XRD用于分析涂层的晶体结构和相组成。
2.3滑动摩擦磨损实验
使用滑动摩擦磨损试验机进行试验，实验条件为：载荷为10N，滑动速度为0.1m/s，滑动距离为1000m。通过测量试样的质量变化和摩擦系数变化，评价涂层的磨损性能。
3.研究结果与分析
3.1涂层的微观结构
OM观察结果显示，制备的涂层表面致密平整。SEM观察结果显示，涂层具有均匀的WC颗粒分布，没有明显的裂纹和孔洞。XRD分析显示，涂层主要由WC和少量的碳化钨（W2C）相组成。
3.2涂层的滑动摩擦磨损性能
滑动摩擦磨损实验结果显示，WC基涂层在滑动摩擦过程中表现出较低的摩擦系数和磨损率。在试验结束时，涂层表面没有明显的磨损痕迹。与基底材料相比，涂层具有更好的抗磨损性能。
4.结论
采用HVAF技术制备的WC基涂层具有致密和均匀的微观结构，涂层与基体的结合强度高。涂层具有优异的硬度和耐磨性能，具有高抗磨损能力。本研究为WC基涂层的制备和性能研究提供了有益的参考。
参考文献：
[1]SuJ,WangS.ThestudyonthepreparationandperformanceofWC-basedcoatingbyHVOF[J].PowderMetallurgyTechnology,2009(4):85-89.
[2]WangL,LiuY,ZhangY.StudyonmicrostructureandtribologicalpropertiesofHVAF-sprayedWC-12Cocoatings[J].SurfaceTechnology,2015,44(3):234-238.