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耐磨损涂层材料

时间:2019-03-20 17:54:54  来源:  作者:

 耐磨损是热喷涂层十分重要的功能。其中,磨粒磨损与冲蚀磨损最常遇到,几乎涉及到所有机械设备。抗磨粒磨损涂层,若依由强到弱的顺序,喷涂方法的排列大体是:HVOF(及爆炸喷涂)→等离子喷涂→喷焊→电弧喷涂→火焰喷涂;而喷涂材料大体顺序则为:碳化物→自熔合金→氧化物陶瓷→难熔金属/FeNiCo基合金→有色金属。

WC550℃以上的温度,会发生失碳分解,耐磨性能变差,故其工作温度适于550℃以下。以WC为基,考虑到涂层材料其它方面的要求(主要是韧性强度及耐蚀性),衍生出以下几种市场上常见的材料:WC12Co粉、WC15Co粉、WC17Co粉、WC20Co粉、WC10Co4Cr粉、WC6Co8Cr粉、WC20Cr3C27Ni粉、WC17Ni粉、WC35(NiCrCr3C2)粉以及含WC的粉芯电弧喷涂丝:Ni50WC3C2.8Cr丝与Fe26WC14Cr4.5Ni1.25Si1.87B丝。

这些材料因制取方法的不同,又派生出多种结构与不同形貌,在性能上又有差异。当工作温度处于550-980℃的区间,通常采用Cr3C2硬质相。它在金属型碳化物中抗氧化能力最高,常温硬度和热硬度都相当高,与耐热NiCr合金作粘结相,构成一系列的喷涂粉,在市场上常见的有:NiCr85Cr3C2粉、NiCr80Cr3C2粉、NiCr75Cr3C2粉、NiCr93Cr3C2粉、NiCr50Cr3C2粉、Cr3C2粉、Ni83Cr3C2粉、Ni/CoNiCr/NiAlCr3C2粉、NiCr90Cr3C2粉等。

这些粉有混合型、团聚型、包覆型、烧结破碎型等,它们在性能上又各不相同。由碳化物组成的多种粉末,特别适合HVOF喷涂,它们是HVOF喷涂为数不多的最佳选用材料。这些材料的喷涂层,具有优异的抗磨性,是现今喷涂材料在性能上及应用上取得成功的标志,也是最高水平的体现。HVOF喷涂Co-WCWCCoCr,已经成功地应用于航空发动机零件,取代了传统的镀铬涂层;而HVOF喷涂NiCr-Cr3C2粉应用于燃煤粉锅炉管,可使其工作寿命延至十年以上,该涂层抗蚀性与抗磨性(冲蚀及磨粒)皆佳,又是循环流化床工作面最佳选用涂层,只是现场施工及成本方面的问题,大面积应用才受到限制。但在冶金行业的炉罩,烟道,及某些辊类,得到普遍采用。

除碳化物外,氧化物陶瓷涂层材料也十分重要。典型的氧化物陶瓷粉为:Al2O3粉、Al2O33TiO2粉、Al2O313TiO2粉、Al2O340TiO2粉、Al2O340ZrO2粉、Al2TiO5粉、TiO2粉、TiO245Cr2O3粉、Cr2O3粉、Cr2O340TiO2粉、Cr2O33TiO25SiO2粉、ZrO27Y2O3粉、Y2O3粉等,这些粉有熔融破碎、干燥雾化、团聚烧结、混合等制法,形状与形貌各异。这些粉末多是用等离子喷涂。


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