WC—Co涂层的发展现状与展望.pdf

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1、综述石Corros油ion&化Protec工tioni腐nPetr蚀ochem与icalI防ndust护ry2011，28(1)‘1‘WC—Co涂层的发展现状与展望裴延波1陈浩1王长江战晓溪(1．西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2．中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊065000)摘要：WC—Co涂层因具有优良的耐磨抗腐蚀性能而被广泛应用于工业的各个领域，并且WC—Co涂层的制备技术及其性能的研究也已成为热点课题。介绍了近些年来WC—Co涂层的最新研究进展、以及wC—Co涂层目前存在的问题与缺陷。通过对纳米wC—Co涂层和普通WC—Co涂层性能的研

2、究比较．对WC—Co涂层的发展方向进行了展望。关键词：WC—Co涂层进展发展动态中图分类号：TQ320．672文献标识码：A文章编号：1007—015X(2011)Ol一0001—04WC—Co涂层因具有良好的耐磨抗腐蚀性能，被在HVOF法喷涂工艺参数和原料气组成两方面做广泛应用于航空航天、石油化工和造纸等工业的相了大量的工作。关领域。由于它可以用来修复使用过程中损坏的设Z—G．Ban等研究了三种ROHFR值下喷涂的备零部件和生产高耐磨抗腐蚀性零部件，因此，WC—WC—Co涂层。原料粉末的组成为WC一18％Co。Co涂层的使用可以节约大量价格昂贵的材料和加ROHFR

3、值为0．5时．涂层表现出了最高的显微硬工费用。WC—Co涂层中，硬碳化钨颗粒是主要的耐度(HV300g=1077)，增加或减少ROHFR值，都会磨成分，具有能跟金刚石媲美的硬度，而钴金属提供造成涂层的显微硬度降低；ROHFR值为0．3时，虽涂层所需的韧性。当然，WC—Co涂层也存在涂层与然在喷涂过程中保留了所有的纳米WC颗粒，却仍基材黏接力不强、脱碳、烧损与氧化及残余应力等缺没有表现出较高的显微硬度．这是由于较高的孑L隙陷，限制了其应用范围。如何能减少甚至避免这些缺率造成的；ROHFR值为0．6时，虽然孔隙率较低，陷，众多学者孜孜追求，试图攻破该难题。最终也没有表现

4、出较高的显微硬度，这是由于增强的脱碳作用所造成的[51。1WC—Co涂层的常用制备方法W．Tillmann等以88WC一12Co为原材料．用发展表面技术I1]对于提高零部件的使用寿命HVOF法制作了碳化钨涂层

5、6]。HVOF燃烧气体的和可靠性、改善机械设备的性能质量、增强产品的组成，将影响喷涂效率及涂层的特性。实验中，喷涂竞争能力、解决引进设备零备件的修复及国产化问的涂层可以达到光滑的表面(表面粗糙度为题、支持高技术和新技术的发展以及节约材料、节2．491xm_+0．1OIxm)、非常致密的结构组织(孔隙率小约能源等均具有十分重要的意义。于1％)和较高的硬度(131

6、2_45HV0．1)等效果。1．1高速氧燃气火焰喷涂(HVOF)法1．2爆炸喷涂HVOF法是在20世纪80年代初发展起来的从1953年至2O世纪8O年代期间．美国联合一种新型热喷涂技术，世界上第一台HVOF喷涂碳化物公司利德分公司所拥有的爆炸喷涂技术是系统是由美国BrowningEngineeringCo．的Enfield．被热喷涂界公认的最佳热喷涂工艺方法。这期间，N．H．于1982年发明制造的]。但是目前市场上大该公司对该技术严加保密．至今未发表过该技术的部分的HV0F系统都存在一个共同的问题一枪管任何论文。由于该技术难度大，只有很少国家进行堵塞。并且，由于制备

7、过程中的高温特性，WC颗粒该技术的研究。到20世纪60年代．前苏联乌克兰在喷涂过程中发生氧化等化学反应。为了避免这个科学院材料研究所和焊接研究所研制出一系列爆缺点，PornthepChivavibul等用略微低于粉末熔点的火焰温度，成功用于HVOF喷涂过程中，抑制了收稿日期：2010—07—12；修稿日期：2010—12—25。作者简介：裴延波(1985一)，男，西南石油大学机电工程学院W2C，11相和裂纹的形成_4]。化工过程机械专业在读硕士研究生。主要从事石油化工设备为了得到性能更高的WC—Co涂层，很多学者的研发与腐蚀防护方面的研究。E—mail：peiyan

8、bo@l26．con石油化工腐蚀与防护第28卷炸喷涂设备，直到前苏联解体后，乌克兰科学院与1．4等离子喷涂中国钛得公司合作并公开了该技术[驯。1955年，为了再现宇宙飞船冲人大气层的条爆炸喷涂与其它喷涂方法相比有很多优点：①件，使用了等离子发生机，1979年第九届国际热喷结合强度高、孔隙率低；②工件热损伤小；③涂层均涂会议上，首次提出了真空等离子喷涂技术。近年匀；④涂层硬度高；⑤易实现自动化。但也存在一些来超音速等离子喷涂技术趋于成熟_l2]。缺点：①噪音大；②效率低；③对于形状复杂的工件A．Koutsomichalis等在实验中所用原材料为很难喷涂口]。WC—