超音速火焰噴涂陶瓷涂層的組織與性能研究及拉伐爾管的設計.pdf

1、零部件的失效大多起源于表面，為了提高石油裝備的使用壽命，本文采用超音速火焰噴涂技術(HVOF)制備了Ni-Cr-C系和WC-Co涂層，對比分析了兩類涂層的組織和性能。探討了超音速火焰噴槍拉伐爾管的結構參數(shù)對噴涂粒子速度、溫度場和壓力場的影響規(guī)律及噴涂過程中引起堵槍的原因。 HVOF的燃氣流量對涂層的組織和性能有較大的影響。燃氣流量適中和較高時均可獲得性能優(yōu)異的涂層，但燃氣流量較低時，涂層的綜合性能較差。Ni-Cr-C系涂層和WC

2、-Co涂層均具有較高的抗拉結合強度和耐沖蝕性能，在HCl腐蝕介質中具有良好的耐蝕性；Ni-Cr-C系涂層由于碳化物的分解程度較輕，涂層中存在呈彌散分布的碳化物相，涂層的耐沖蝕性能優(yōu)于WC-Co涂層；WC-Co涂層由于組織致密，其在HCl腐蝕介質中的耐腐蝕性優(yōu)于Ni-Cr-C系涂層。在磨粒沖擊下，涂層的失效機制是涂層粒子層間產生裂紋并擴展，最終導致粒子沿層間剝落。當沖蝕角小于60°時，涂層的失效具有疲勞磨損和微切削兩種特征；當沖蝕角大于6

3、0°時，涂層的失效具有疲勞磨損的特征。 拉伐爾管中所形成的溫度場和壓力場與拉伐爾管錐角有關，隨著拉伐爾管錐角的增加，出口處的溫度和壓力有所降低。噴涂粒子在拉伐爾管中的加速度也與拉伐爾管錐角有關，當錐角為40°時，由于拉伐爾管對焰流的收斂加速作用較小，噴涂粒子的速度較低；當錐角為60°時，噴涂粒子的速度最大；當錐角為80°時，由于拉伐爾管的反壓較大，由熱能轉化為動能的部分減少，噴涂粒子的速度又有所降低。影響堵槍結瘤的因素較多，主要