等离子喷涂钴包碳化钨涂层显微结构的研究

1、 3O 桥 末 冶 金 技 V o l 色 . 图8 涂 层 的 金 相 组织 火 5 0 。 谱分 析 别 。 , 结 果表 明 : 低 压 和大 气 喷 涂 所得 到 理 论 能 较 好 地 解释 大 气 喷 涂 涂 层 的结 构 的 钻 包 碳 化 物涂 层 的 组 织 结 构 有 明 显 的 差 涂 层 的 这 种 结构 特 点 可 以 用 骨 架 理 论 和 : 三 、 薄 膜 理 论 予 以 解释 提 出的 骨 架 理 论 骨架 ; , 等 离 子 喷涂钻 包 碳 化鸽 涂层 的 致 密 化机 理 , 低 压 喷 涂 的 涂 层 结构 根 据 德 国 D , a w h t l 根

2、 据 钻包 碳化钨 涂 层 的结构 特 点 及 分 析 认为 C : ( 1 W C 一 C 。 硬 质 结果 , 可 为认 为 . 硬 质 合 金 的 致 密 化 过 程可 、 合 金 中存 在 着 由 W 相 互 联 结而构 成 的 连 续 连 续 的 和 刚 性的 碳 化 钨 , 以 分 为 三 个阶 段 1 : ( 2 硬 质 合 金 的 许 多 特性 都是 因 为 有 、 粉 末 颗 粒 在 高 温 等离 子 焰 流 中加 热 形 成雾 化 的 粒 子 流 而 定 向 加 速 位移 。 一 个 被钻 相 强 化 的 骨架 所 致 。 熔化 、 。 从 透 射 电 镜分 析 的 结 果

3、 表 明 C 低 粒 子 与 等 离 子 体 及 周 围 介质 发 生 相 互 作 用 产 生一 系列的 高温物 理化 学 变化 毫 秒 数量 级 熔化 , , , 压 喷涂 的 涂 层 确 实 存 在 这 种 W 相 互联结 的 。 粉末 虽 然 。 骨架 , , 能谱 分析 还 说 明 了钻 相 充 满 着 W C 骨 , 在 高 温 等离 子 焰 流 中停 留 时 间 很 短 (一 般 为 但 其加 热 效 果 却 非 常 显 著 , , 架 粘 结而 形 成 了 一 个 较 为 致 密 的 涂层 整 体 与 骨架 理 论 相 反 薄 膜 理 论 认 为 合金 中 每 一 , 钻 包碳化

4、 钨 粉 末受热 以 后 首先 是钻 包 覆 层 。 个 碳化 物颗 粒 都 被一 层连续 的 钻 膜 所 包 围 用 。 形 成液 相 , . 随 之 碳 化钨 颗粒 的 表面 原 、 碳 化 物 颗 粒 之 间的 结 合 是 通 过 钻 相 的 粘 结 作 从 实 验 观 察 的 结 果看 到 , , 子 受热 分 解 2 迅 速扩散 到 钻 液 当 中 。 大 气喷 涂的 涂 , 通 过 熔 融 粒子 的 碰 撞 变 形 , 流 散 和凝 层颗 粒表 面 钻 包覆 层还 比 较 完整 。 碳 化钨 , 固 、 层 叠而 形 成 涂 层 液 相 钻 渗 入 到碳 化 钨 并 起 到 液 相

5、 烧 结的 作 i t 颗 粒之 l 的 直 接 结 合 作 用 很 弱 因此 薄膜 颗 粒 之 间和 孔 隙 当 中 N o . 1 , 邹 离 子 喷 涂 钻 包 碳 化 钨 涂 层 显 微结构 的 研 究 3l 用 。 在 低压 喷涂时 粉 末颗 粒 在 超 音速 焰 流 气 氛 中氧含 量 很 少 果 表明 W 耐 磨性 能 , , 涂 层基 本不发 生脱 碳 5 , 中具 有 很 高 的 动 能 层 发生 飞溅 和流散 直接 联 结 , , 打 在墓 体 上 时 钻 液 包 覆 使裸 露 出 来 的 W , , 化 学 分 析失 碳 率 只 有 C % 。 。 x 一 衍 射 分 析

6、结 , C 颗粒 没有发 生相 变 涂 层 具 有 良 好的 通 过 原 子 的 迁移 和 扩 散 。 、 形成 一 涂层 的 这 是 采 用 低 压 喷 涂 技 术 的 主 要优 个 碳化钨 骨 架 移 来 实 现的 3 . 在 整 个喷 涂 过 程 中 点 态 。 致 密化 是 通过 表面扩 散 。 体 积流 动和 晶界迁 、 2 . 通 过 对 涂 层 表 面 颗 粒 之 间的 结 合 状 , 金相 组织的 观察 和能 谱分析 证 明 了低 涂 层 在冷 却 过 程 中 , , 通 过 熔 解 一沉 , 压 喷 涂 的 钻 包 碳 化 钨 涂 层 形 成 了 一 个 连 续联 结 的 碳

7、 化 钨 骨 架 结 构 ; 而 大 气喷 涂 的 钻 包 碳 化钨 涂层 的结 合主 要是 包覆层 钻相 的粘 结 作 用 , 淀 析出 长大 ; w C 晶 粒 沿 着某 些 结 晶 学 位 向 长 大 , 例如 低 压喷 涂时 W C 晶 粒 是 沿 着热 流 方 向 C 寸 而 大气喷 涂 日 W , 品粒 是 沿 着 层 间 方 。 每 一 个 碳 化 钨 颗 钻 都 被 一 层 连 续 或断 续 。 向 长大 司 即 风 吹 冷 却 的 水 平方 l 在这 个 阶 、 的钻 膜 所 包围 3 . 段 的 致 密 化 是 通 过 固 相 之 间的 原 子 扩 散 W C 。 钻包碳

8、化钨 涂层 的致 密化 过程 包括三 : 颗 粒 的 沉 淀 析出 和 晶 界 移 动 等 作 用 而 完 成 个阶 段 焰流 中 , ( 1 钻 包 碳 化 钨 粉 末在 高 温 等 离子 , 四 1 . 、 结论 , 包 覆 层钻 熔 化 形 成 液 相 ; ( 2 液 相 ; 流动 孔 隙 填 充 ( 3 固 相 扩 故 和沉 淀 析出 。 在 低压 下喷 涂钻 包碳 化钨 涂层 由于 参 考 文 献 , 1 2 中 国科 学院 金 属 研 究 所 中 国科 学院 金属 研究所 . , 国 外 可控 气氛 和 真空 等离子 喷 涂 介绍 等 离子 喷 涂 W C 8 2 金 情 7 一

9、。3 , , , 19 78 . . , 一C 。 涂 层 的 研 究 , , 0 1 金 情8 一 1 9 l 1 980 1 98 4 3 B J G i l l . , 第 十 届 国际 热 喷 涂 会议 译文 集 , k s i 全国 热喷 涂 协 作 组 编 译 , , 洲 , 4 e L . c h, a s , Pa w l w o i s S 第 九 届 国际热喷 涂 年 会论 文 选 编 a n 全 国 热 喷 涂 协 作组 编 译 , , 7 2, 19 84 弓 F 6 H 7 M . K j b e a i , 第 十届 国 际 热喷 涂 会 议 译 文 集 en o

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