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碳化钨为何用火焰喷涂?

更新时间  2019-02-28 16:12:21 阅读

航空发动机压缩机的前后壳体分别由铁基和镍基合金制成,在使用过程中,前壳和后壳的对接接头处于振动状态,容易产生冲击磨损。原始的碳化钨喷涂耐磨涂层是由于硬度。韧性越低,磨损一段时间后损坏就越多,前后壳体的寿命也会缩短。因此,制备具有高耐磨性的涂层以解决航空设备的磨损并延长航空设备的使用寿命是一个迫切的问题。


在工业上,碳化钨是一种具有耐高温和耐磨性的理想涂层材料,在设备上喷涂耐磨保护涂层可以大大提高其性能和使用寿命。制备涂层有各种技术选择。包括堆焊,热喷涂,激光熔覆等,对于铁镍基合金,最常用的是热喷涂。例如,在镍基锻造合金表面上,可以通过超音速火焰喷涂施加碳化钨涂层。过程如下:

碳化钨为何用火焰喷涂?

超音速火焰喷涂碳化钨涂层


1.将碳化钨涂层粉末平铺并干燥,平铺厚度为10至30mm,干燥温度为90至110℃,干燥时间至少为2小时。


2.用有机溶剂清洗铁基或镍基锻造合金的表面,然后用碳化钨喷涂法除去氧化皮等杂质。有机溶剂是乙醇或丙酮。


3.固定铁基或镍基锻造合金,并通过超音速火焰喷涂碳化钨将上述碳化钨涂层粉末喷涂到铁基或镍基锻造合金的表面上。喷涂工艺参数为:喷涂距离360-390mm,进料速度65~80g/min,送料气体压力3.5~4.0bar,得到耐磨涂层。


4.清洁铁基或镍基锻造合金的表面。


上述碳化钨涂层粉末组分的Co含量为15-19%(重量),C为4.5-6%,Fe为0-2.5%,余量为W.


所得耐磨涂层厚度为0.20-0.35mm,碳化钨喷涂涂层组织为碳化物均匀分布在钴基体中,界面污染小于10%,涂层中氧化物含量≤1%,孔隙率≤0.5%。未熔化的颗粒占40-65%;涂层的拉伸强度至少为69MPa,R15N的宏观硬度至少为85,HV0.3的显微硬度为950-1300。在发动机压缩机之前测试涂层涂层。后机的使用寿命从200h增加到1000h。


超音速喷涂法和碳化钨喷涂耐磨涂层工艺可靠,适合大批量生产,它不仅可用于航空发动机压缩机前后涂层的耐磨涂层,还可用于各种类型的地面。能源,电力,印刷等行业的燃气轮机和耐磨件涂层可有效延长部件的使用寿命,具有广阔的应用前景。


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