等离子喷涂纳米wcco涂层高温摩擦磨损性能

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1、2008年西部电镀涂装高层论坛论文集等离子喷涂纳米WC—Co涂层高温摩擦磨损性能1陈辉Ⅲ，苟国庆Ⅲ，涂铭旌栩，刘艳Ⅲ(1．西南交通大学工程科学研究院，四川成都610031；2．四川大学材料学院，四川成都610041)摘要：本文采用等离子喷涂的方法制备了纳米WC-Co涂层以及超细WC-Co涂层，研究了涂层的高温摩擦磨损性能及失效机理。研究表明，在高温磨损情况下，纳米涂层的综合耐磨损性能明显优于超细涂层。超细涂层和纳米涂层的磨损机制不同，超细涂层以脆性断裂和黏着磨损为主，伴随有磨粒磨损，纳米涂层以韧性断裂和磨粒磨损为主，伴随有黏着磨损。关键词：纳米涂层；高温磨损；WC-CoR

2、esearchonthefrictionandwearbehaviouratelevatedtemperatureofplasmasprayingnanostructuredWC-CocoatingsCHENHuif。，GOUGuo．qing[!]．rUMingdin912j，LIUYan[U(1．EngineeringandScienceResearchInstitute，SouthwestJiaotongUnivesity,Chengdu，610031，China2．InstituteofMaterialsScienceandEngineering，SichuanUn

3、iversity,Chengdu，610041，China)Abstract：NanostructuredandultrafineWC—Cocoatingswerepreparedbyplasmasprayinginthispaper．Thefrictionandwearbehaviouratelevatedtemperatureandfailuremechanismwereinvestigated．Theresultsindicatedthatathi【ghtemperaturethewearresistanceofnanostructuredcoatingisobvi

4、ouslybetterthanultrafinecoating．Thewearmechanismisdifferentbetweenultrafinecoatingandnanostructuredcoating．Brittlefracture，abrasivewearfollowingwithadhesiveweardominantinultrafinecoating．Toughnessfracture，adhensivewearfollowingwithabrasiveweardominantinnanostructuredcoating．Keywords：Nanos

5、tructuredcoatings：Wearatelevatedtemperature；WC·CoWC是制备硬质合金的主要原料，硬度很高而韧性差，其应用受到了很大限制”1。wcN粒度是决定硬质合金力学性能的重要因素。随着纳米技术的发展，纳米WC粉末的制备方法和工艺日趋成熟。当粒度降低到纳米级范围时，材料的强度、硬度和耐磨性能都显著提高，而且韧性也能改善p”。NltP，用纳米WC粉末作为原材料制备高硬度、高韧性的硬质合金表层成为可能。研究表明，在WC—Co材料中，材料的硬度和强度随WC颗粒尺寸的减小而增加，纳米结构的WC—Co金1通讯作者：涂铭旌，四川大学材料学院，院士，博

6、导，85402532基金项目：成都市科技攻关项目，项目编号：07GGYB579GX．010作者简介：陈辉(1970--)，男，博士生，副教授，电话：13709006066，E-mail：xnrpt(亘}swjtueduerl2008年西部电镀涂装鬲层论坛论文集属陶瓷材料比传统的WC—Co具有更高的硬度和韧性，耐磨性能更加优良，具有更为广阔的应用前景。‘9I。但在喷涂过程中，由于纳米粉末的颗粒质量小、比表面积大，必须先经过造粒处理，把纳米粉末团聚成适合热喷涂的喂料粉末。在喷涂过程中，要保持纳米晶粒不长大，从而获得纳米结构的涂层，喷涂工艺参数和喷涂设备很重要。Q．Yang等”

7、”研究了超音速火焰喷涂WC一12Co涂层高温滑动磨攒陛能。研究表明：在一定温度下，随着WC颗粒尺寸增大，涂层磨损率增加；WC颗粒尺寸一定时，随着喷涂温度增加，磨损率下降；致密的粘附在涂层表面的薄膜的形成对减少高温滑动磨损的磨损率起着重要的作用。QiaoqinYang等“‘研究了wc颗粒大小对高速火焰喷涂WC一12Co涂层组织和滑动磨损的影响。研究表明：随着WC颗粒大小的增加，涂层磨损率增加，粘结相伴随着WC颗粒迁移面拔出或WC破裂是主要的材料迁移机制。x洳一QinZhao等“21对等离子喷涂常规和纳米WC一12％Co的摩擦磨损