超音速喷涂钴铬钨耐磨涂层的工艺研究

超音速喷涂钴铬钨耐磨涂层的工艺研究
发布时间：2023-04-28T03:07:48.849Z 来源：《中国科技信息》2023年1期第34卷作者：谢振武张元元丁志伟
[导读] 钴铬钨涂层能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化，
谢振武，张元元,丁志伟
沈阳黎明国际业务分公司外贸产品制造部，辽宁沈阳，110168
摘要：钴铬钨涂层能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化，广泛应用于航空喷气发动机，工业燃气轮机等关键部件上。

GE能源某燃气轮机零件表面也需要喷涂该涂层。

为满足客户需要，研究进行了多组对照试验。

通过对测试结果的分析，确定了超音速火焰喷涂该涂层的工艺。

采用该工艺对GE能源零件进行加工，通过了客户的验收。

关键词：表面技术；超音速火焰喷涂；耐磨涂层；钴铬钨涂层
The Research of Spraying Co-Cr-W Wearable Coating Process by HVOF
Zhiwei Ding, Jin Zhang
Shenyang Liming International power Industry Co. LTD., Shenyang 110168, P R China)
Abstract：Co-Cr-W coating, resisting all kind of wear, corrosion and high temperature oxidation, is widely used in jet engine, gas turbine. GE Energy some gas turbine parts are also need to spray this coating. To meet the custom demand, comparison tests are carried out. Analyzing the test results, process to spray this coating by HVOF is found. Spraying by this process, the Co-Cr-W coating is approved by the custom.
Key words: surface technology; HVOF; wearable coating; Co-Cr-W coating
0引言
钴铬钨涂层能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化，广泛应用于航空喷气发动机，工业燃气轮机等关键部件上。

GE能源某燃气轮机零件表面也需要热喷涂该涂层。

钴铬钨涂层属于硬质合金涂层，涂层硬而脆，热喷涂过程中易氧化，在涂层组织中产生氧化物，影响涂层质量。

超音速火焰喷涂（HVOF），具有极高的焰流速度和较低的温度，在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面具有明显的优势[1]，国外通常采用超音速火焰喷涂钴铬钨涂层。

GE能源相关技术标准对于采用HVOF方法制备的钴铬钨涂层有着严格要求。

为满足客户需要，顺利实现批产，急需进行大量现场试验以及技术攻关。

1 实验
1.1 材料及设备
超音速火焰喷涂用粉末：（1）PAC8106（FSX-414）钴基粉末，批号：81061011。

（2）试片：为了能更真实的反映涂层在零件上的使用情况，我们采用与零件基体材料相近的镍基高温合金作为试片。

试样规格：25 mm×12.5 mm×2.5 mm。

超音速火焰喷涂设备： JET KOTE Ⅲ，吹砂机：BT 075，烘箱：DFH型，在0～300℃温度范围内可调。

金相检测设备：LEICA DM 6000M，表面洛氏硬度计：TH310型，拉力机：AG-250KNE。

1.2 涂层制备工艺流程
根据对涂层的制备试验，以及该涂层的特殊性能，我们确定试样喷涂工艺流程如下：喷涂前准备→清洗→吹砂保护→吹砂→超音速火焰喷涂钴铬钨涂层→清理。

具体吹砂参数如表1所示，超音速火焰喷涂参数如表2所示。

经过上述工艺进行喷涂，喷涂厚度0.37-0.52mm。

制
备出的试片需要做金相、硬度、拉力和弯曲等性能测试来对涂层进行综合评价。

喷枪移动速度控制在1.5mm/s，不同喷涂距离涂层的显微硬度如表5。

可以看出，开始随着喷涂距离增大，涂层硬度升高，超过200mm 后下降，这是由于焰流温度降低所导致的涂层组织中未熔物增加。

3 结论
（1）喷枪移动速度减慢，获得的涂层孔隙率下降，涂层组织更加致密，这是由于喷枪移动速度慢，粉末冷却慢，熔化更加充分；随着喷涂距离增加，焰流不断加速，涂层的结合强度增大；随着喷涂距离增大，涂层硬度升高，但超过200mm后硬度下降。

（2）超音速火焰喷涂钴铬钨耐磨涂层的工艺为：喷涂前准备→清洗→吹砂保护→吹砂→喷涂→清理。

具体吹砂和喷涂参数如表2和表3所列，喷涂距离：200mm，喷枪移动速度：1.5mm/s。

参考文献：
[1] 吴子键，吴朝军，曾克里等。

热喷涂技术与应用[M]. 北京：机械工业出版社2006。

投稿日期：
作者：谢振武（1984-），男，辽宁沈阳人，工程师，主要研究热喷涂技术。

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