WC-Co类涂层具有较高的硬度和优良的耐磨性,在航空航天、汽车、船舶、石油化工、机械制造、电力、印刷等领域得到广泛应用。研究发现,超细/纳米粉末具有特殊的小尺寸效应和表面效应等,因此超细/纳米结构涂层具有更低的孔隙率,更高的结合强度,更高的硬度、抗氧化性、耐腐蚀性,更高的表面质量等,从而大大拓宽了表面涂层在机构零件修复、强化和保护等领域的应用。
随着WC晶粒尺寸的减小,硬质合金的力学性能明显提高。很多研究集中在WC-Co硬质合金烧结材料中添加晶粒长大抑制剂。然而,在WC-Co类涂层中添加晶粒长大抑制剂的研究鲜见报道。因此,本工作研究晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2和NbC对WC-12Co涂层耐磨性能和耐蚀性能的影响,为研究和制备高性能的WC-Co类硬质合金涂层提供实验依据。
以原位还原碳化反应合成的超细WC-12Co复合粉末为初始材料,分别添加1.0wt%晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2和NbC,经团聚造粒和超音速火焰喷涂制备了系列WC-12Co涂层。研究发现,Cr3C2、VC对涂层中WC晶粒长大的抑制作用明显,添加后涂层中WC晶粒细化,涂层的显微硬度和耐磨性提高显著。与未添加晶粒长大抑制剂的涂层相比,涂层中WC晶粒尺寸降低了约49%,耐磨性提高,涂层的磨损速率降低了约52%~55%。添加NbC后涂层具有较好的耐腐蚀性,与未添加晶粒长大抑制剂的涂层相比,其腐蚀电位Ecorr提高了约32%,腐蚀电流Icorr降低了约95%,优于添加Cr3C2、VC的涂层。但对涂层中WC的晶粒尺寸和涂层的显微硬度及涂层的耐磨性的影响不及Cr3C2、VC对涂层的影响明显。
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