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產(chǎn)品描述
WC-Co系金屬陶瓷涂層制備方法包括爆炸噴涂、等離子噴涂與HVOF超音速火焰噴涂法，其中JP8000是碳化鎢陶瓷涂層中的一種噴涂設(shè)備。
產(chǎn)品介紹
WC-Co系金屬陶瓷涂層簡介：

WC-Co系金屬陶瓷為的耐磨硬質(zhì)合金涂層材料，涂層制備方法包括爆炸噴涂、等離子噴涂與高速火焰噴涂法。高速火焰噴涂法（HVOF)又稱超音速火焰噴涂法。WC-C〇硬質(zhì)合金涂層的結(jié)構(gòu)取決于初始粉末的結(jié)構(gòu)、噴涂工藝方法與具體工藝參數(shù)。隨著HVOF技術(shù)的發(fā)展，等離子噴涂制備WC-Co涂層工藝已經(jīng)逐漸被HVOF所取代，因?yàn)镠V-OFWC-Co涂層的耐磨損性能明顯優(yōu)于等離子噴涂層。

圖（一）金屬陶瓷涂層制作的混料攪拌葉片

WC-Co系金屬陶瓷涂層鈷的作用：

如前所述，常用鈷基WC-Co系噴涂合金的成分為含Co(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）12%與17%兩類，而早期的爆炸噴涂用粉末的Co含量為9%～11%，鈷包覆大顆粒WC粉末的Co含量為18%。盡管粉末的成分相同，因制備方法與工藝不同，粉末的結(jié)構(gòu)會明顯不同，由此制備的涂層的結(jié)構(gòu)與性能也將明顯不同。圖24所示4種制備工藝獲得的4種粉末的XRD衍射圖譜，盡管，a型與b型粉末的制備方法與成分相同，但其粘接相分別為復(fù)合碳化物（W3C〇3C，又稱η相）與金屬鈷相，這兩種粉末均呈現(xiàn)致密的斷面結(jié)構(gòu)，即WC硬質(zhì)顆粒被粘結(jié)相致密地連接在一起。c型粉末則是由金屬Co將WC顆粒松散地聚合在一起，另一方面，d型粉末屬于典型的鈷包WC粉末，在較大顆粒的WC表面包覆了一層金屬鈷。

圖24 四種不同結(jié)構(gòu)WC-CO粉末制備的HYVOF涂層的XRD圖譜
圖25為用4種粉末采用HVOF制備的涂層的斷面組織，噴涂采用Jet-Kote噴槍系統(tǒng)。由圖可見，4種粉末制備的涂層都呈現(xiàn)致密的斷面組織，盡管顆粒含量不同，但WC顆粒均勻分布在涂層斷面。對涂層晶體結(jié)構(gòu)分析表明（圖26），盡管涂層都呈現(xiàn)非常致密的斷面組織，但涂層中的WC硬質(zhì)顆粒的含量與粘接相的結(jié)構(gòu)明顯不同。a型粉末經(jīng)HVOF噴涂后，涂層中出現(xiàn)了大量的金屬鎢與W2C，同時存在部分卩相，說明噴涂過程中大量的WC發(fā)生了分解。另一方面，d型粉末制備的涂層的X射線圖譜中出現(xiàn)了顯著的漫散射峰，這種漫散射峰表明了涂層中形成了大量的非晶相，在其上疊加著WC的峰。比較圖25所示的斷面組織，在d型粉末制備的涂層中基體相分布著WC顆粒，說明XRD所示的非晶相對應(yīng)于涂層中的粘接相。觀察其他粉末制備的涂層的XRD譜發(fā)現(xiàn)，在其他涂層中也產(chǎn)生了以金屬Co的衍射主峰為中心的漫散射峰，這是由于在噴涂過程中，熔化的粘結(jié)相溶解了部分WC，在粒子碰撞基體后的急冷過程形成了非晶相。

由d型粉末制備涂層時，由于大顆粒的固態(tài)WC顆粒碰撞基體不能被粘接相所凝聚，將產(chǎn)生反彈脫落，致使碳化物發(fā)生損失。
比較a型粉末與b型粉末的成分與結(jié)構(gòu)可以看出，兩者差別主要在于a型粉末中的粘接相為η相，而b型粉末中的粘接相為金屬鈷。在同樣噴涂條件下，以T)相為粘接相的粉末中的WC顆粒的分解要比以鈷為粘接相中的WC分解嚴(yán)重的多。為了確認(rèn)粘接相的影響采用高速等離子噴涂制備了4種WC-Co涂層，分析了涂層結(jié)構(gòu)特征。采用4種粉末用等離子噴涂的涂層的XRD圖譜表明，除了d型粉末制備的涂層與HVOF顯著不同外，其他粉末制備的涂層均表現(xiàn)出與HVOF噴涂同樣的特征。成分相同的a型與b型在等離子噴涂時，同樣表現(xiàn)出a型粉末極易發(fā)生WC分解的特征，而b型粉末噴涂時的分解很有限。

圖（二）金屬表面噴砂后再噴涂碳化鎢陶瓷涂層，北京耐默公司有兩個噴砂房
噴涂過程中WC的分解包括熱分解與氧化分解，在常壓條件下噴涂時由于同時存在熱與氧的作用，較難分清兩者的作用。采用低氣壓惰性（Ar)保護(hù)氣氛噴涂前述極易分解為金屬W的a型粉末，其XRD圖譜如圖27所示，發(fā)現(xiàn)盡管WC也發(fā)生了分解，但與圖所示的結(jié)果相比，只發(fā)生了向W2C的分解，進(jìn)一步向金屬鎢的分解并沒有發(fā)生。這一結(jié)果意味著熱噴涂條件下WC的熱分解反應(yīng)主要為以下反應(yīng)：
2WC→W2C+C ()
而在有氧存在的條件下，將通過下列反應(yīng)發(fā)生向金屬鎢的轉(zhuǎn)變
W2C+〇2→2W+C〇2 ()

圖25 HVOF WC-CO涂層的斷面組織

圖26 4種WC-CO涂層的XRD圖譜

圖27 采用a型粉末用低氣壓等離子噴涂涂層的XRD圖譜
由于熱分解與粉末的加熱程度有關(guān)，粉末粒子在熱源中的加熱溫度越高，上述反應(yīng)式（)越容易發(fā)生。因此，為了降低分解程度，保留更多的硬質(zhì)耐磨顆粒，需要增加粒子的速度并降低加熱程度。HVOF與等離子噴涂相比，溫度低而速度高，適合于制備致密而碳化物分解程度較低的硬質(zhì)合金涂層。