成果详情
纳米改性WC/Co基热喷涂涂层材料

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研发背景
热喷涂是表面工程领域中应用十分广泛的技术。如今,在纳米表面工程中,纳米热喷涂已成为热喷涂技术新的发展方向。据BCC公司一项新的技术市场研究报告,北美高性能陶瓷涂层市场至2012年将高达19亿美元,其中热喷涂约占65%以上的市场份额。因此可以看到热喷涂涂层的市场发展前景非常大。

应用范围
磨损、腐蚀、疲劳是机械零部件的三大主要失效形式。80%的机械零部件废弃于材料的磨损失效,世界上生产的一次能源有1/3以上消耗于摩擦磨损。中国工程院相关统计表明我国因为磨损和腐蚀造成的损失约占GDP的9.5%。

WC/Co基金属陶瓷热喷涂涂层是一类非常重要的高性能涂层。由于其良好的硬度和韧性,广泛地应用于航空航天、汽车、冶金、电力等领域,以增强基体金属的耐磨耐蚀性能。

  技术路线及原理
(1)应用国产的HVOF喷涂技术制备了不同改性剂含量的WC-CO涂层,并进行研究分析;
(2)系统研究比较了WC-CO和WC-10CO-4Cr涂层的盐雾腐蚀性能;
(3)通过大量研究表明,适量纳米改性剂的加入可以使得涂层显微硬度和结合强度显著提高,并有效地抑制了WC颗粒的脱落,使得组织细化。
(4)通过研究表明,随着纳米改性剂的加入,WC-10CO-4Cr涂层的硬度和耐摩擦性能得到了显著提高,由于纳米改性剂含量的增加,WC脱碳分解反应得到抑制,WC相含量相对得到提高,因此涂层的硬度呈增大趋势。

技术特色
随着环保呼声日益高涨,在耐磨耐蚀领域应用甚广的但却有毒有害的镀硬铬技术开始退出历史舞台。而HVOF喷涂WC/Co系涂层则因具有制备工艺环境友好、成本低、涂层性能优异等特点,成为镀硬铬的主要替代技术。 广泛的性能试验及成功应用表明,HVOF喷涂WC基金属陶瓷涂层在耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性等方面具有明显的优势地位。HVOF喷涂WC基涂层的成功应用领域不断扩大,喷涂层与基体的结合强度高,涂层孔隙率低等优点,成为最主要的替代硬镀铬的技术。

经济效益分析
本技术是利用纳米粉体为原材料,制备出的纳米改型喷涂材料。由于通过在纳米尺度上改变材料的成分和结构,以获得不同性能的纳米热喷涂涂层,能够赋予零部件防腐蚀、耐磨损、抗疲劳等性能。所以这种涂层有着十分优异的耐磨抗蚀性能,具有十分广泛的应用前景。