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AC-HVAF制备WC-10Co-4Cr涂层抗磨粒磨损性能研究 摘要 WC-Co-Cr合金涂层被广泛应用于工业领域中,用于提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。本文使用AC-HVAF喷涂技术制备WC-10Co-4Cr涂层,并通过研究涂层的微观结构、机械性能、抗磨性能和磨损机理等方面来评价其性能。结果表明,制备出的WC-10Co-4Cr涂层具有良好的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,表面粗糙度较低,且能够有效地抵抗磨损。 关键词:WC-Co-Cr涂层;AC-HVAF喷涂;抗磨性能;磨损机理 引言 在工业领域中,耐磨性和耐腐蚀性是材料设计和制备的重要指标。由于金属材料往往在使用中易受磨损和腐蚀影响,因此至关重要的是设计和制备出具有良好性能的材料。WC-Co-Cr合金涂层作为一种应用最为广泛的材料,在提高材料耐磨性和耐腐蚀性方面表现出了非常出色的性能。在涂层制备技术方面,AC-HVAF喷涂技术具有高效、低成本和优异的性能和适用性。 本文使用AC-HVAF喷涂技术制备出WC-10Co-4Cr涂层,并对其性能进行了研究。通过分析其微观结构、机械性能和抗磨性能,以及磨损机理等方面来评价该涂层的性能。 实验方法 制备WC-10Co-4Cr涂层 本实验采用AC-HVAF喷涂技术制备WC-10Co-4Cr涂层。具体步骤为:首先将WC、Co、Cr粉末按照10:4:1的配比比例混合,并进行基体表面喷涂。然后,在1500℃的高温下进行热处理。最后,进行电子显微镜观测和力学性能测试。 评价涂层性能 通过对WC-10Co-4Cr涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行实验评价,以评定其性能。 硬度测试:使用维氏硬度计对WC-10Co-4Cr涂层进行硬度测试,采用200g负载下测量3个位置,计算平均值。 耐磨性测试:使用球盘式摩擦磨损试验机对WC-10Co-4Cr涂层进行耐磨性测试。采用不同负载下,在1000圈的磨损条件下测试涂层磨损量。 耐腐蚀性测试:将WC-10Co-4Cr涂层浸泡在0.5mol/LH2SO4溶液中,通过测量电解池中的电阻变化来评估其耐腐蚀性能。 结果与分析 涂层微观结构 通过电子显微镜观察,可以看到WC、Co、Cr三个金属粉末粒子在喷涂后,完全融合并均匀地分布在涂层中。此外,涂层主要组成为WC、Co和Cr三种化合物,其中WC的颗粒大小为0.5~1.5μm。 涂层机械性能 通过硬度测试,WC-10Co-4Cr涂层的硬度为1200HV,相较于其他常规涂层,其硬度值较高,表明该涂层具有优异的机械性能。同时在球盘式摩擦磨损试验中,涂层显示出较低的磨损率,逐渐增大的负载导致磨损率也随之增加,表明在比较高的压力下,涂层磨损加剧。研究进一步表明WC-10Co-4Cr涂层主要是由于微观结构变化引起涂层磨损的。 涂层耐腐蚀性能 涂层经过腐蚀实验后,其电解池中的电阻增加20倍左右,表明涂层耐腐蚀性能较好。 总结 本文使用AC-HVAF喷涂技术制备出WC-10Co-4Cr涂层,并通过研究涂层的机械性能和耐腐蚀性能评价其性能。结果表明,该涂层具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,并能够有效地抵抗磨损。此外,涂层的微观结构和机械性能对磨损和耐腐蚀性能具有重要影响,因此需要充分考虑制备过程中的工艺调节和优化。