氧燃比对爆炸喷涂WC-12Co涂层组织和力学性能的影响

赵立英,李国太,吴清军,代洪川

(1.佛山市康泰威新材料有限公司,广东佛山528216;2.广东新劲刚新材料科技股份有限公司广东省超硬与电磁功能材料工程技术研究开发中心,广东佛山528216)

提高发动机活塞、直升机旋翼系统桨叶销等连接件防腐耐磨性能和使用寿命的传统表面处理方法是电镀硬铬工艺,但镀铬过程中产生的Cr6+致癌物质会导致严重的环境污染[1—2]。爆炸喷涂涂层是由高温熔融或半熔融的粒子撞击基体或已形成的涂层表面,之后经过扁平变形、冷却凝固而成。与等离子喷涂和超音速火焰喷涂等热喷涂技术相比,爆炸喷涂具有粒子速度高、喷涂过程中工件变形小、涂层硬度和致密性高等优点,因而成为最有可能替代镀铬工艺的热喷涂技术[3—8]。但是,氧气和乙炔混合气体的燃烧爆炸温度最高超过3500℃,在喷涂过程中,用团聚烧结法制备的Co包WC粉体不可避免地会因温度过高或受热时间较长而发生分解或脱碳[9—11]。对于爆炸喷涂工艺,在制备的金属涂层、陶瓷涂层和金属陶瓷涂层具有较高致密性和较高结合强度等方面的研究较多,但未见细致研究碳化钨涂层爆炸喷涂工艺参数对粒子脱碳、喷涂气氛和涂层组织结构的影响以及涂层对零件疲劳寿命的影响。文中采用爆炸喷涂工艺喷涂WC-12Co硬质合金耐磨涂层,对不同氧燃比下制备的涂层的组织结构和喷涂件的旋转弯曲疲劳寿命进行研究和分析。

1 试验

1.1 爆炸喷涂WC-12Co涂层

测试喷涂件旋转弯曲疲劳寿命所采用的基材为35Ni4Cr2MoA高强钢试棒,尺寸见图1。……