HVOF制备的微纳米结构WC基涂层抗冲蚀性能研究

摘要

冲蚀现象普遍存在于船舶、水利、管道运输、能源与冶金等机械装置内，冲蚀磨损导致了机械的早期失效，降低了设备的使用寿命，造成巨大的经济损失。采用先进的表面工程技术和纳米涂层材料，对零件表面进行涂层处理已成为目前解决冲蚀问题的最有效的途径。
　　本文采用燃油型HVOF工艺制备了微纳米、微米WC-10Co-4Cr涂层和两种纳米WC-12Co涂层，采用燃气型HVOF工艺喷涂了微纳米、微米WC-10Co-4Cr涂层。采用扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）和X射线衍射相分析（XRD）分析了涂层的显微组织结构，测试了涂层的显微硬度、开裂韧性、孔隙率及电化学特性，分别进行了涂层的干砂冲蚀与泥沙冲蚀试验，并探讨了涂层抗冲蚀的机理。
　　试验研究表明，不同HVOF工艺制备的WC基涂层的抗冲蚀性能存在很大的差异，燃油型HVOF工艺喷涂的涂层明显优于燃气型HVOF工艺喷涂的涂层；纳米WC-12Co粉末制备工艺与特性对涂层的抗冲蚀性能有一定影响，燃油型HVOF制备的纳米WC-12Co涂层（JN2）比燃油型HVOF制备的纳米WC-12Co涂层（JN1）具有更优异的抗冲蚀性能；燃油型HVOF喷涂的微纳米WC-10Co-4Cr涂层比纳米WC-12Co在干砂以及泥沙中具有更优异的抗冲蚀性能。
　　燃油型HVOF工艺喷涂的微纳米WC-10Co-4Cr具有高硬度、高韧性和较强耐腐蚀特性，在干砂、淡水泥沙与3.5％NaCl泥沙介质中，都具有最优异的抗冲蚀性能，因此可望以优良的抗冲蚀涂层应用于机械中，提高它们的抗冲蚀性。

目录

声明

第1章 引 言

1.1 课题研究的背景和目的

1.2 冲蚀现象

1.3 冲蚀原理及影响因素

1.4 冲蚀磨损的防护措施

1.5 本论文的选题意义

1.6 研究内容

第2章 抗冲蚀涂层设计与制备

2.1 涂层材料的选择

2.2 四种WC基粉末

2.3 WC基涂层的制备

2.4 WC基涂层制备

2.5 本章小结

第3章 HVOF制备的WC基涂层组织结构

3.1 WC基涂层金相样品制备及组织结构分析

3.2 WC基涂层的相结构分析

3.3 WC基涂层的孔隙率分析

3.4 本章小结

第4章 HVOF制备的WC基涂层性能分析

4.1 HVOF制备的WC基涂层的显微硬度分析

4.2 HVOF制备的WC基涂层的开裂韧性

4.3 HVOF制备的WC基涂层抗腐蚀性能测试

4.4 本章小结

第5章 HVOF制备的WC基涂层冲蚀性能研究

5.1 WC基涂层干砂冲蚀

5.2 WC基涂层泥沙冲蚀

5.3 本章小结

第6章 总结和展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加的科研项目及发表的论文和专利