稀土改性熱噴涂WC-12Co涂層的制備及表征.pdf

1、本課題采用超音速火焰熱噴涂技術在45＃鋼表面制備不同CeO2添加劑含量的WC/12Co金屬陶瓷涂層，通過試驗分析來研究其組織結構及力學性能，闡明稀土元素對該系涂層的改性規(guī)律，尋找最佳稀土添加劑含量。
　　根據試驗進程及前期試驗結果，課題的研究內容分成兩個階段，即涂層成分初選試驗和最終對比試驗。前一階段應用國產的超音速火焰噴涂設備制備了稀土含量分別為0wt.％、0.5wt.%、1.0wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%的五種WC

2、/12Co涂層進行初選試驗。對五種初選涂層進行了物相分析，并測試了氣孔率、硬度及摩擦磨損性能。結果表明：由于試驗設備和操作技術的限制，涂層氣孔率普遍較高，導致硬度與耐磨性低下。但盡管如此，五種涂層均未出現明顯的脫碳現象，并且隨著CeO2添加量的增加，涂層硬度呈現先增加后稍有下降的趨勢，磨損失重量呈現不斷下降的趨勢，說明稀土對涂層有明顯的改性作用。為進一步尋找稀土加入的最佳含量，初步選定添加量為1.5wt.%、2.0wt.%的兩種綜合性能

3、較好的涂層與未添加稀土的涂層進行最終對比試驗。
　　第二階段采用國外進口的超音速火焰噴涂設備制備了稀土添加量為0wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%的三種涂層，并對三種涂層進行了物相分析、顯微組織分析、氣孔率及力學性能測試。
　　對三種涂層的XRD物相分析表明，稀土元素的加入有效抑制了WC的脫碳，故涂層未出現明顯的氧化脫碳現象。對三種涂層顯微組織分析表明，涂層的致密度相對較高，涂層具有明顯的層狀結構，呈現塊狀的WC顆粒在

4、粘結相Co中的彌散分布狀態(tài)，稀土元素的加入抑制了晶粒長大，細化了顯微組織；界面結合處的顯微組織分析表明，涂層與基體的結合較好；涂層結合處的線掃描分析結果表明，WC、Co和CeO2在涂層中分布均勻，未出現明顯的偏聚現象。
　　力學性能測試結果表明：較之于不添加稀土的W′0涂層，兩種經稀土改性的WC/12Co涂層的力學性能均有明顯提高，尤其是添加量為1.5wt.%的W′3涂層，其顯微硬度提高了42%，彈性模量提高了14.9%，結合強度