超音速火焰噴涂微納WC-Cr3 C2-CoNi涂層的結構與性能

祝子偉，陳清宇，楊 超，紀崗昌

(九江學院a.江西省材料表面再制造工程技術研究中心，b.材料科學與工程學院，江西 九江 332005)

0 前 言

磨損是造成零部件表面失效的主要原因之一。WC-Co 與Cr3C2-NiCr 是目前廣泛應用于提高零部件表面耐磨性或實現表面磨損失效零部件再制造的兩大類金屬陶瓷涂層[1]，WC-Co 常用于500 °C 以下的磨損工況，Cr3C2-NiCr 常用于500～900 °C 或具有氧化腐蝕的磨損工況[2-5]。WC 基金屬陶瓷具有較高的彈性模量、硬度和耐磨性，Cr3C2基金屬陶瓷具有較好的高溫抗氧化磨損性能。通過設計雙相硬質相結合粘結相成分的優化，可綜合兩類金屬陶瓷的優點。在WC-Co 陶瓷中摻雜Cr3C2，可提高WC 基金屬陶瓷氧化和腐蝕工況的磨損性能[6]。通過在Cr3C2-NiCr 中摻雜WC，可提高Cr3C2基金屬陶瓷的室溫磨損性能[6，7]。

超音速火焰噴涂因粒子速度高、溫度低(相對等離子子噴涂)，可獲得碳化物含量高、孔隙率低的涂層結構，廣泛應用于制備結合強度和硬度高及耐磨性好的金屬陶瓷涂層[8-11]。由于在超音速火焰噴涂過程中，粒子的加熱加速、熔化、碰撞變形、冷卻凝固是在氧化性氣氛進行的[12-14]，粒子的熔化會引起WC 硬質相在Co 粘結相中的溶解，溶于Co 中的C 與粒子周圍的O反應發生粒子失碳[12，13]。粒子的失碳隨其熔化程度的提高和環境中O 含量增加而加劇[12，13]。然而，良好的粒子熔化有利于獲得硬質相與粘結相、扁平粒子間、涂層與基體界面緊密結合的涂層結構，從而提高涂層性能[12]。因此，實現粒子良好熔化和降低WC 分解，是制備界面結合良好和硬質相含量高的WC-Co 涂層需要研究的問題。……