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爆炸喷涂碳化钨粉末及其涂层性能的研究

何昆  
【摘要】:爆炸喷涂碳化钨涂层因为其优良的耐磨性能在工业上得到了广泛的应用。由于制备工艺的不同,使得不同厂家生产的碳化钨粉末在粒度分布、包覆情况等特性上有所差别。粉末特性的差异会影响喷涂过程中粉末和涂层的脱碳以及涂层片层状组织间的结合,进而影响涂层的微观组织和机械性能。 本文使用DNB-3型爆炸喷涂系统,使用不同的碳化钨粉末作为原料制备涂层,首先对粉末粒度分布、微观组织和成分进行分析;然后比较了两种涂层在微观组织、孔隙率、显微硬度、弹性模量和耐磨性能等方面的差异;最后对喷涂过程中未沉积的粉末进行研究,分析了未沉积粉末的粒度分布、微观组织和相组成等性能,对粉末在喷涂过程中的变化进行了验证,并利用处理过的未沉积粉末制备碳化钨涂层,对该涂层的微观组织和机械性能进行了测量,验证了粉末的脱碳及粘结相缺失对涂层性能的影响。得到以下结论: (1)粉末的粒径越小,其脱碳程度越严重;粉末表面粘结相的比例越高、包覆程度越好,粉末颗粒的脱碳程度越小:粉末表面粘结相包覆情况越差,WC裸露出来,粉末脱碳程度越高。 (2)粉末粘结相比例越高,表面包覆越完整,最终获得的涂层中片层间结合越紧密,涂层的气孔率越低,硬度、弹性模量和耐磨性能就越好。 (3)在喷涂过程中,粉末撞击基体后一部分扁平化形成片层状组织,一部分破碎成尺寸更小的碎片,一部分粉末从喷枪飞出后未与基体发生碰撞而直接散落在环境中。 (4)将未沉积粉末进行处理之后制备碳化钨涂层,所得到涂层的性能与原始粉末制备的涂层性能接近,可以对处理后的粉末进行回收再利用。


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