硬质合金喷涂技术应用分析
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 HVOFZhiwei Ding, Jin ZhangShenyang 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 coating0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。
材料表面工程硬质合金涂层剖析课件
详细描述
通过涂覆硬质合金涂层，可以提高模具表面的硬度，从 而提高模具的抗磨损性能。
模具表面的涂层应用
总结词
提高成型精度
Hale Waihona Puke 详细描述硬质合金涂层具有优异的耐热性和化学稳定性，能够在 高温和高压力条件下保持稳定的成型精度。
机械零件表面的涂层应用
总结词
提高零件耐磨性
详细描述
在机械零件表面涂覆硬质合金涂层，能够显著提高零件的耐磨性，降低磨损率。
溶胶-凝胶法涂层具有高纯度、高致密 性、高结合力等特点，广泛应用于硬 质合金刀具和模具的表面强化。
电镀和电刷镀技术
电镀是通过电解的方法将金属 离子沉积在基体表面形成涂层 的过程。
电刷镀是一种特殊的电镀技术， 通过使用涂敷工具将电镀液涂 敷在基体表面，然后通过电化 学反应形成涂层。
电镀和电刷镀涂层具有高硬度、 高耐磨性等特点，广泛应用于 机械零件的表面强化。
硬质合金涂层能够改善零件表面的应力分布，从而提高零件的疲劳强度。
航空航天领域的涂层应用
总结词
耐高温性能优异
详细描述
硬质合金涂层具有出色的耐高温性能， 能够在高温环境下保持稳定的性能， 适用于航空航天领域的高温环境。
航空航天领域的涂层应用
总结词
抗氧化性能强
详细描述
硬质合金涂层的抗氧化性能强，能够有效抵抗航空航天领域中的高速气流和高温氧化环境。
模具表面的涂层应用
总结词
提高模具寿命
详细描述
在模具表面涂覆硬质合金涂层，能够有效提 高模具的耐磨性和抗咬合性，延长模具使用
寿命。
模具表面的涂层应用
要点一
总结词
降低热传导率
要点二
详细描述
硬质合金涂层用途
硬质合金涂层用途
硬质合金涂层是指将硬质合金材料涂覆在基材表面形成的一种薄层，
具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀等优点。
其主要用途广泛，可以在各个
领域中发挥重要作用。
一、机械加工领域
硬质合金涂层可应用于机械加工行业，如钻头、刀具等的制造和修复。
硬质合金涂层在刀具表面形成一层硬度高、耐磨损的保护膜，大大提
高了刀具的寿命和加工效率。
同时，涂层还能减少加工过程中的摩擦
和热变形，提高了切削平稳度，从而提高了加工质量。
二、模具制造领域
模具是工业制造中重要的工具，其质量直接影响到成品质量和精度。
硬质合金涂层可应用于模具表面，提高模具的硬度和防磨损性能，避
免模具使用过程中出现运动部位的局部热损伤，延长模具寿命，提高
了模具制造的生产效率。
三、汽车工业领域
汽车是人们日常生活中使用频率较高的工具，其零部件在使用过程中
经常受到磨损。
利用硬质合金涂层技术在汽车零部件表面形成硬质合
金膜，不仅可以强化零部件磨损性能，提高其使用寿命，同时还能降
低汽车零部件的能耗和噪音，为汽车工业的发展提供了技术支持。
四、航空航天领域
航空航天工业作为国家高端制造业的代表，涉及到行业科技创新、国防安全以及相关产业的发展。
利用硬质合金涂层技术，可以提高航空发动机叶片、涡轮叶片的耐磨性、抗腐蚀性、高温性和高压力性能，延长其工作寿命，为航空航天产业的发展起到了重要的推动作用。
综上所述，硬质合金涂层在工业制造中具有广泛的应用前景。
未来，随着工业制造技术的不断进步和国家经济的快速发展，硬质合金涂层技术将会得到越来越广泛的应用。
2021年高圧无气喷涂工具及施工方法总结
2021年高圧无气喷涂工具及施工方法总结高压无气喷涂是使涂料通过加压泵(0.14~0.69MPa)被加压,通过特制的硬质合金喷嘴(0.17~1.8mm)喷出,其速度非常高。
当高压漆流高开喷嘴到达大气后,随着冲击空气和高压的急剧下降,涂料内溶剂剧烈膨胀而分散雾化,高速地涂覆在被涂物件上。
因涂料雾化不用压缩空气,所以称之为无空气喷涂,它是利用高压产生雾化,故又称之为高压无空气喷涂。
这种施工方法的优点是:高压无空气喷涂比一般喷涂的生产效率可提高几倍到十几倍;喷漆的漆雾比空气喷涂少,涂料利用率提高,可节约涂料和溶剂,且减少了漆雾的污染,改善了劳动条件;可实现高固体分、高粘度涂料的喷涂,一次形成较厚的涂膜;减少施工次数,缩短施工周期。
由于漆流中没有空气,消除了因压缩空气含有水分、油污、尘埃等杂质而引起的漆膜缺陷。
涂膜附着力好,即使在缝隙、棱角处也能形成良好的漆膜。
一此种施工方法的缺点是:操作时喷雾的幅度和喷出量不能调节,必须更换喷嘴才能达到调节的目的。
不大适用于薄层的装饰性涂装。
喷漆的速度非常高,需有一定的保护措施。
随着涂料工业的发展,高压无空气喷涂作为一种较为常见的施工方式,具有效率高、适用面广、可喷涂一次成膜等优势,必将具有更广阔的应用前景。
(一)高压无气喷涂法的设备及工具高压无气喷涂的设备主要包括:加压泵和喷___。
此外还有蓄压器、漆料过,滤器、高压软管等,较为关键的设备是喷___。
高压无空气喷涂的原理示意图如图___2。
其主要设备有:①喷___:将涂料形成雾状,喷射于被涂物表面;②加压泵:提供高压,使涂料可高速度喷出;③蓄压器:使涂料液压稳定,减少喷涂时的压力波动:④漆料过,滤器:过,滤漆料,减少漆路堵塞;⑤高压软管、输送漆料,耐涂料侵蚀、耐高压。
高压无气喷涂装置按驱动力方式分类为:气动型、电动型、内燃机型。
按被喷涂料等介质工作压力分类:低压型(<10MPa)、中压型(10~20MPa)、高压型(20~30MPa)、超高压型(30~40MPa)。
硬质材料之硬质合金与硬质合金涂层
此可以保持始终如一的精细结构。
钨钛碳化物/钴（WC/TiC/Co）：
这些百分度用来作为刀具切削钢材和其他铁基合金，TiC 成分的作用是抵制由化学分解和形成麻坑所产生高温的扩散 性冲击。碳化钨扩散到刀片的表面，但是碳化钛对这种扩散 极具抵抗力。TiC中固溶体或“固溶晶体”的WC保持着防止 形成麻坑性质到很大的程度。
陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在 Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分， 经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93～95HRC，为提高韧 性，常添加少量Co、Ni等金属。②氮化硅基陶瓷。常用的氮化 硅基陶瓷为Si3N4+TiC+Co复合陶瓷，其韧性高于氧化铝基陶 瓷，硬度则与之相当。③氮化硅—氧化铝复合陶瓷。又称为赛 阿龙(Sialon)陶瓷，其化学成分为77%Si3N4+13%Al2O3， 硬度可达1800HV，抗弯强度可达1.20GPa，最适合切削高温 合金和铸铁。
超硬材料： 人造金刚石、立方氮化硼(CBN)等具有高硬度的材料统称为超
硬材料。金刚石是世界上已知的最硬物质，并具有高导热性、高绝 缘性、高化学稳定性、高温半导体特性等多种优良性能，可用于铝 、铜等有色金属及其合金的精密加工，特别适合加工非金属硬脆材 料。1955年，美国GE公司采用高温高压法成功合成了人造金刚石 ，1966年又研制出人造聚晶金刚石复合片(PCD)，自此人造金刚石 作为一类新型刀具材料得到迅速发展。但由于金刚石中的碳在高温 下易与铁元素作用而迅速溶解，因此金刚石刀具不适合加工铁基合 金，从而大大限制了金刚石在金属切削加工中的应用。
硬质合金模具：硬质合金喷嘴作用特点介绍
硬质合金模具：硬质合金喷嘴作用特点介绍硬质合金模具是一种常见的模具，其喷嘴部分使用的是硬质合金材料。
那么硬质合金喷嘴有什么作用和特点呢？本文将对此进行介绍。
硬质合金喷嘴作用硬质合金喷嘴是模具中的主要零件之一，其作用主要有以下几点：1. 喷嘴穴型的设计硬质合金喷嘴的形状和尺寸是根据产品要求来设计的，可以根据需要调整出来的产品将熔化的塑料浆料挤出，形成产品所需的形状。
通过喷嘴的组合设计，可以实现产生不同的形状。
2. 控制流量和温度在模具生产中，熔融塑料通常会被通过管道引入模具喷嘴，然后压制成形。
硬质合金喷嘴能够帮助控制流量和温度，使得挤出物和细节的精度得到更好的控制和增强。
3. 提高耐用性和寿命硬质合金喷嘴具有良好的强度和耐磨性，使其能够在长期使用中保持相对较强的耐用性和寿命。
如果使用其他材料制成的喷嘴，则可能需要更替的频率更高，从而导致更高的维护成本和生产停机时间。
硬质合金喷嘴的特点硬质合金喷嘴具有许多特点，其中一些重要的特点如下：1. 耐高温硬质合金喷嘴能够承受高温和高压的环境，使其成为模具中影响产量的一部分。
硬质合金喷嘴不仅可以提高生产效率，还可实现高生产质量和工业安全。
2. 良好的耐磨性硬质合金喷嘴具有良好的耐磨性，使其能够承受高压和高温环境下的挤压。
由于硬质合金喷嘴表面被镶嵌了极小颗粒的碳化钨和碳化钴，其耐磨性比任何其他材料都要高。
3. 可调节性硬质合金喷嘴材料的特性使其能够应对不同的生产需求，从而满足不同的产品要求。
硬质合金喷嘴可以根据需要进行调节，调整流量和温度以实现理想的生产结果。
4. 高生产效率硬质合金喷嘴的耐用性和调节性能，使得生产和操作变得更加高效。
这也为企业带来了不少的经济效益。
总结硬质合金喷嘴在模具中扮演着非常重要的角色，其主要作用是控制流量和温度，并提高模具寿命和生产效率。
硬质合金喷嘴具有高耐磨性、耐高温和可调节性等特点，这也为生产和运营带来了更好的效益。
PVD涂层超微粒硬质合金
PVD涂层超微粒硬质合金随着近几年竞争愈加激烈，对制造业提出了更高的要求。
在切削加工领域，通过高速、大进给加工以提高加工效率，缩短加工时间；使用精密刀具实现高精度、高品质加工以提高附加价值；延长刀具寿命以降低刀具使用成本；使用最新技术的刀具以改变加工工序（由研磨、电火花加工变更为切削加工）等各方面，机加工用户提出了越来越高的要求，切削刀具发挥了非常大的作用。
在各种刀具材质中，PVD涂层超微粒硬质合金的进步最为显著。
其优异的性能大幅推动了模具和汽车零部件等钻削加工技术的发展。
到目前为止，CVD硬质合金材质为主流的车削加工中也发挥了出色的性能。
下面对“PVD涂层超微粒硬质合金”技术及最新的加工实例进行介绍。
超微粒硬质合金硬质合金是主要成分的Wc（碳化钨、高硬度脆性材料）分散在Co（钴、低硬度高韧性材料）中的复合材料，是兼顾硬度与抗弯曲强度的硬质材料中的一种。
目前的切削刀具用材料中，在以上的硬质合金上通过CVD（化学涂层法）PVD（物理涂层法）施加可承受高速切削的Al2O3或（Ti、Al）N等涂层的硬质合金涂层材料占据主要位置。
Co含量和Wc颗粒大小等要素决定了硬质合金的性质。
Co含量越少的硬质合金的硬度、抗压缩强度、刚性越高，但同时抗冲击值越低；Wc颗粒越小的硬质合金的硬度、抗弯曲强度越高，但同时其韧性值越低。
超微粒硬质合金是为同时提高硬度和抗弯曲强度而开发的合金材料，与普通的硬质合金相比，在硬度相同时具有强度高、在强度相同时具有硬度高的特点。
普通硬质合金的Wc颗粒为1—6μm（μ=10-6）左右，超微粒硬质合金的Wc颗粒为0.6μm左右，因为非常微小所以Wc颗粒周围起到粘结作用的Co成分的厚度薄，同时，折断起始尺寸小使抗弯曲强度高。
超微粒硬质合金最初在细径钻头、立铣刀等整体硬质合金刀具使用，最近也开始用于可转位刀片。
但是，虽然超微粒硬质合金在低温下显示优异的特性，可在高温状态下容易出现慢性变形，在切削速度高的情况下使用时，有时会产生塑性变形、磨损增大等现象，请予以注意。
硬质合金基础知识及行业应用
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25
孔隙的分类
• 硬质合金检验中孔隙分为：
• 1、A类孔隙（孔隙尺寸＜10μm）
A孔隙分为：A02、A04、A06、A08
2、B类孔隙 （10μm＜孔隙尺寸＜25μm）
B孔隙分为：B00、B02、B04、B06、B08
• 相对应的百分含量为：
• （A00 ）
B00
• A02---0.02
57
涂层应用
阶段性成果：可对涂层形貌，厚度进行观察测量以及成分分析；为涂层工艺开发提供依 据
HAC 涂层厚度测量
类金刚石涂层形貌
CVD涂层形貌
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58
焊接工艺的应用
阶段性成果：通过钎料的分布形貌，可判断焊接时间、 焊接温度的合理性，最终优化焊接工艺
状石墨。
• 石墨的分级：C00、C02、C04、C06、C08
• 相对应的百分含量为：
•
C00
•
C02—0.2（小于）
•
C04—0.5
•
C06—1.0
•
C08—1.5 可编辑ppt
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巢状石墨
100X C04—0.5
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29
脱碳
• 脱碳也称η相，总的来说η相是由于合金中 碳含量偏低造成的，他的构成和表现形式 比较复杂，其分子式：
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14
3）、晶粒愈细，晶界便愈多，磁化的阻力也愈大，愈难磁化，磁 力变大。 4）、通常情况下，硬质合金矫顽磁力随着钴含量的增加而降低， 同钴含量的合金，其晶粒度愈细，矫顽磁力越高，合金中若出现η 相则矫顽磁力有一个异常高的值。 C、测量硬质合金矫顽磁力的意义 1）、作为衡量组织结构变化的依据。硬质合金中钴含量增加，矫 顽磁力下降，钴分散度越大，矫顽磁力越高。因此，矫顽磁力可 以作为间接衡量合金中WC晶粒大小的参数。 2）、作为考察工艺变化的依据。湿磨时间长，粉末颗粒细，于是 合金的晶粒度细，矫顽磁力高。合金中出现渗碳，往往矫顽磁力 偏低，合金中出现脱碳，则矫顽磁力偏高。合金欠烧，矫顽磁力 偏高，合金过烧，矫顽磁力偏低。烧结时冷却速度越大，矫顽磁 力愈大。
硬质合金pvd硬质涂层测试方法
硬质合金pvd硬质涂层测试方法
硬质合金PVD硬质涂层是一种常用的表面处理技术，可用于提高零件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
为了确保涂层的质量和性能，需要进行相应的测试方法。
以下是几种常用的测试方法：
1. 显微硬度测试：使用显微硬度计对涂层进行硬度测试，可测出涂层的硬度、厚度、弹性模量等参数。
2. 摩擦磨损测试：使用摩擦磨损试验机对涂层进行测试，测量其耐磨性能。
3. 腐蚀测试：使用盐雾试验机对涂层进行腐蚀测试，测量其耐腐蚀性能。
4. 组织结构分析：使用金相显微镜对涂层进行组织结构分析，可了解涂层的晶粒大小、分布情况等。
5. X射线衍射测试：使用X射线衍射仪对涂层进行测试，可了解其结晶度和晶面位向。
综上所述，这些测试方法可以全面评估硬质合金PVD硬质涂层的质量和性能，对于保证零件的使用寿命和可靠性十分重要。
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硬质材料之硬质合金与硬质合金涂层
第一节 硬质合金
• “碳化钨”是非常硬的硬质合金颗粒，特别是碳 化钨在富铁基质的出现使得高速钢具有优异的加 工能力。早期的硬质合金在用于工业用途时过于 脆弱，但是不久发现将碳化钨粉末与大约10%的 金属，如铁、镍或钴，允许压坯在大约1500℃下 烧结，在这个过程中生成的产品具有低孔隙率、 非常高的硬度，而且相当大的强度。这些性质的 组合使得材料理想的适合用来作为切削金属的加 工刀具。
可惜得是，碳化钛和TiC基固溶体非常脆而且不如碳化钨耐 磨。因此尽可能地将TiC的含量保持在最低水平。
在极限配方中碳化物是不含钨的并且完全是基于TiC基础之 上的，但一般的TiC成分不能超过18%。如果超过这个数值， 碳化物变得过脆并且非常难于铜焊。
一般情况下 WC/TiC/Co的成分具有两种显著的碳化物相， 几乎纯净的WC角晶体和磨圆的TiC/Co 混合晶体。在发展的 制造业中尽管WC/TiC/Co硬金属应用非常广泛，在某些重要 的考虑中是禁止使用的，它们在许多应用中被具有更高强度 以及抗麻坑优势的WC/TiC/Ta(Nb)C/C9系列所替代。TiC， TiN以及其他在硬基质上的涂敷也已经减少了高速加工钢和铁 合金对高TiC成分的吸引力。
涂层用硬质合金基体表面预处理方法综述
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库2012届本科毕业论文（设计）论文题目：涂层用硬质合金基体表面预处理方法综述学生姓名：所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：完成时间：2012年5月18日摘要本文分析和综述了影响金刚石涂层硬质合金基体粘结性的主要因素。
按照其原理来分，预处理方法可分为物理预处理法、化学预处理法以及中间层法。
通过适当的预处理能有效消除或抑制基体中钴粘结相的负面影响，提高金刚石涂层与硬质合金基体间的粘结强度。
全面概述了金刚石涂层硬质合金刀具的开发现状、存在的主要问题，重点对硬质合金刀具表面预处理方法的研究现状进行了综述，发现甲醇预处理方法对硬质合金衬底表面抑制Co催石墨化作用。
将甲醇预处理方法融入到传统的两步处理方法中,提出了新的两步预处理方法,采用甲醇预处理方法能够有效抑制Co对金刚石薄膜的不利影响,新的两步预处理方法既能保证金刚石薄膜与衬底之间的附着强度,又非常适用于复杂形状整体式回转硬质合金刀具、拉拔模具等衬底,对于拓展金刚石涂层在涂层刀具领域的应用具有一定的参考作用。
关键词：金刚石涂层；硬质合金；表面预处理AbstractIn this paper，mainly analysis and summarizes the main factors of impacting the adhesion between diamond coatings and carbide substrate．According to the principle the surface pretreatment method can be divided into physical pretreatment method，chemical pretreatment method，and the middle layer method．Through the appropriate pretreatment can eliminate or inhibit the negative impact of cobalt binder phase in the substrate and increase the strength between the diamond coating and the cemented carbide substrate．Comprehensive overview of diamond coated cemented carbide cutting tools development present situation, the existing problems, emphasis on cemented carbide cutting tools surface pretreatment method research are reviewed.A methanol pretreating method was proposed to reduce the Co concentration on the surface of WC-Co substrate; also a new two-step chemical procedure The results showed that the new two-step method increases the diamond nucleation density and enhance the adhesion strength greatly. The new two-step chemical procedure is very suitable for complex shaped substrates, such as rotational cutting tools and drawingdies, which may broaden the use of diamond coatings for coated tool applications. Key Words：Diamond coatings；Cemented carbide；Surface pretreatment目录1绪论 01.2国内外研究现状 01.2.1 高速切削的优越性 01.2.2 硬质合金刀具材料的应用 01.3刀具切削加工技术的重要发展趋势 (1)2设计要求 (1)3影响涂层与基体粘结性的不利因素 (2)4基体表面预处理方法 (2)4.1基体表面机械处理 (2)4.2化学浸蚀液（酸洗）清洗法 (3)4.3硬质合金表面激光辐照（热）处理 (4)4.4添加粘结促进剂 (4)4.5氧化处理法 (4)4.6硬质合金表面渗硼处理 (4)4.7等离子体碳氮共渗法 (5)4.8甲醇预处理方法 (5)4.9硼氮共渗法 (6)4.10中间层法 (6)5结论与展望 (7)5.1结论 (7)5.2应用前景展望 (7)致谢 (9)参考文献 (10)1绪论硬质合金作为一种新型工具、结构材料。
硬质合金涂层技术及其进展
作者简介 ：陈勇志 （ ９ ７ ） １ ６ 一 ，男 ，江西南 昌人 ，副教授 ，主要从事工程材料及工程训练教育研究 。
第 ３期
陈勇志 ，等 ： 硬质合金涂层技术及其进展
９ ５
目前 ，涂层技术 已发展到第五代 ，每代分别是 ＴＮ ｉＮ ｒ１ 、ＣＡＮ＋ ｉ Ａ２ ３ 其他涂层。 ｉ 、ＴＣ 、ＣＡＮ ｒ １ ｓ 和 １ ＋ Ｏ
是涂 层工 艺还 是涂 层材 料 和方 式都 取得 了巨 大成 果 。涂 层 方 法从 Ｃ Ｄ法 、Ｐ Ｄ到 Ｐ Ｖ Ｖ Ｖ Ｃ Ｄ法 ，涂 层 材料
出现 了 ＴＣ、ＴＮ、ＴＣ ｉ ｉ ｉＮ、Ａ 等 ；涂 层方 式 则 由单 一 涂 层 发 展 到复 合 涂 层 。 目前 ，在 先 进制 造 业 中 ， １ Ｏ 硬质 合金 刀具 及 高 性 能 高 速 钢 刀 具 ，８ ％ 以上 都 采 用 了 表 面 涂 层 技 术 ，Ｃ Ｃ 机 床 上 所 用 的 切 削 刀具 ０ Ｎ ９ ％ 以上是涂 层 刀具 ］ ０ 。涂 层 刀具 越来 越广 泛地 应有 到机 械加 工 领域 ，显 著提 高 了金属 切 削加 工效 率 。
陈 勇志 占志 泽 曾铁 初
（ ．东莞理工学 院 １ 机械工程学院 ，广东东莞 ５ ３０ ； ．南 昌硬质合 金有限责任公司 ，南 昌 ３０ １ ） ２８８ ２ ３ ０ ３
摘要 ： 首先概述 了硬质合金 涂层技 术的研 究现状 ，接 着对 涂层机理 和涂 层方 法进行探 讨 ，并 对主要 涂层
工 艺进 行 比 较 ，最 后 结 合 实 际应 用 ， 对硬 质合 金 涂 层技 术 的 新 进 展 进 行 了总 结 。 关键 词 ：硬 质 合 金 ；涂 层 ；技 术 ；进 展
“硬质合金”的特点及应用
硬质合金是以一种或几种难熔碳化物（碳化钨、碳化钛等）的粉末为主要成分，加入作为粘接剂的金属粉末（钴、镍等），经粉末冶金法而制得的合金。
它主要用于制造高速切削刃具和硬、韧材料切削刃具，以及制作冷作模具、量具和不受冲击、振动的高耐磨零件。
硬质合金的特点（1）硬度、耐磨性和红硬性高硬质合金常温下硬度可达86~93HRA，相当于69~81HRC。
在900~1000℃能保持高硬度，并有优良的耐磨性。
与高速工具钢相比，切削速度可高4~7倍，寿命长5~80倍，可切削硬度高达50HRC的硬质材料。
（2）强度、弹性模量高硬质合金的抗压强度高达6000MPa，弹性模量为（4~7）×105MPa，都高于高速钢。
但其抗弯强度较低，一般为1000~3000MPa。
（3）耐蚀性、抗氧化性好一般能很好地抗大气、酸、碱等腐蚀，不易氧化。
（4）线膨胀系数小工作时，形状尺寸稳定。
（5）成形制品不再加工、重磨由于硬质合金硬度高并有脆性，所以粉末冶金成形烧结后不再进行切削加工或重磨，特需再加工时，只能采用电火花、线切割、电解磨削等电加工或专门的砂轮磨削。
通常由硬质合金制成的一定规格的制品，采用钎焊、粘接或机械装夹在刀体或模具体上使用。
常用硬质合金常用硬质合金按成分和性能特点分为三类：钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽（铌）类。
生产中应用最广泛的是钨钴类和钨钛钴类硬质合金。
（1）钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）和钴，牌号用代号YG（“硬”、“钴”两字汉语拼音字首），后加钴含量的百分数值表示。
如YG6表示钴含量为6%的钨钴类硬质合金，碳化钨含量为94%。
（2）钨钛钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）及钴，牌号用代号YT（“硬”、“钛”两字汉语拼音字首），后加碳化钛含量的百分数值表示。
如YT15表示碳化钛含量15%的钨钛钴类硬质合金。
（3）钨钛钽（铌）类硬质合金这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金，主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）和钴组成。
WC-Co硬质合金表面渗碳强化工艺研究与应用
WC-Co硬质合金表面渗碳强化工艺研究与应用摘要：本文针对WC-Co硬质合金表面的强化需求，研究了渗碳强化工艺的实验过程和应用效果。
通过对不同渗碳温度、时间和介质的实验探究，表明在1200℃、4h、以甲烷为介质的条件下，WC-Co硬质合金的表面渗碳强化效果最佳。
硬度测试结果表明，渗碳后的硬质合金表面硬度提高了近三倍。
本研究对硬质合金表面的强化工艺提供了一定的理论依据和实验指导，对于提高硬质合金表面性能有一定的指导性和推广应用价值。
关键词：WC-Co硬质合金、表面强化、渗碳、硬度测试、应用效果正文：1.引言随着现代工业生产的不断发展，WC-Co硬质合金的应用领域也越来越广泛。
WC-Co硬质合金以其高硬度、高强度和耐磨等特性被广泛应用于机械制造、石油冶金、航空航天等领域。
然而，WC-Co硬质合金的表面硬度相对较低，容易磨损，因此需要对其表面进行强化处理，提高其硬度和耐磨性能。
渗碳是对金属表面进行强化处理的一种常用方法。
在高温下，将含碳气体（如甲烷、乙烯等）与金属接触，使其在金属表面上沉积和扩散，从而强化金属表面。
本文针对WC-Co硬质合金表面的强化需求，开展了渗碳强化工艺的研究，以期提高其表面硬度和耐磨性能。
本文重点研究了渗碳温度、时间和介质对硬质合金表面强化效果的影响，并测试了其硬度和耐磨性能。
本研究对WC-Co硬质合金表面强化工艺的探究和推广具有一定的意义和价值。
2.材料与方法本研究所使用的WC-Co硬质合金材料为普通工业级硬质合金。
渗碳实验采用高温箱进行，温度范围为1100～1300℃，渗碳介质为甲烷、乙烯和乙炔三种气体。
渗碳时间为1h、3h、4h和6h。
测试硬度采用Vickers硬度测试，耐磨性能测试采用滚动磨损试验。
3.实验结果与分析3.1 温度对表面强化效果的影响图1展示了温度对WC-Co硬质合金表面硬度的影响。
结果表明，在1100～1300℃温度范围内，WC-Co硬质合金的表面硬度随着温度的升高而提高。
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线材火焰喷枪 ， 主要由风动马达、 变速调节器、 配气系
统、 喷嘴部件组成 。其工作原理是 ： 热源为氧一 乙炔燃
烧焰 ， 据不 同直径 的喷涂材 料 ， 节变 速 ， 根 调 依靠 风 动
体界面的部分组织金相图可以看出在边界领域上两者
的结合层。涂层与基体依赖于粗化的表面和材料的自
润性 ， 与表 面 的凹凸处结 合 ， 即抛锚 效应 。喷涂 高温溶
・
林 （９ ７ ， ， １６ 一） 男 内蒙 古 自治 区 商都 人 ， 程 师 ， 科 ， 要 从 事 机 械 制 造 工 艺 与设 备 研 究工 作 工 本 主
５ ・ ２
３ 涂层金 相分 析
２ 喷涂方 法
被 加 热 到 熔 化 状 态 或 近 于 熔 化 的硬 质 合 金 棒
２１ 设 备选 用 ．
材， 在高温 雾化 空气 的作用下 雾化 成微 熔滴 ， 继 以高 相
在氧一 乙炔喷涂的普通设备中， 选用了Ｔ ｐ Ｊ ２ ｏ—ｅ 型 ｔ
速冲击到基体表面， 层叠后便形成涂层。从涂层与基
ｇ ｏ ｎ ｅａ ｌ ｒ ｕ ｄ ｉ ｄ ｔ ｉ ｎ ．
１ ｅ ｏ ｄ Ｊ Ｓ ｒ ａｉｇ Ｃ ｍ ｎｅ ｒ ｉｅ ａ ； ｏ ｔ ｇ Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｐａ ｃ ｔ ； ｅ ｅ ｔｄ ａｂｄ ｒ Ｃ ａ ｎ ｙｏ ｎ ｃ ｂ ｉ
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ２ 修 回 日期 ：０ ０ ０ — ２ ２ １ — １２ ： ２１—３０ 作者 简 介 ： 冯
【 要】 介绍了 摘 利用氧一 乙炔线材火焰喷涂设备、 喷涂硬质合金棒材， 并对制备硬质合金涂层工艺参数的选择制
备 方法， 以及 应 用前 景 作 了详 细 阐 述 。
【 关键 词】 喷涂 ； 硬质合金棒 材 ； 涂层
【 中图分类号 】 Ｔ １ Ｇ５
【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编号 】 １０— ７Ｘ ２ １） —０ ２０ ０３７３ （０００ ０５— １ ４
参考文献
通 常 ， 质合金 棒材 经压制 后高 温烧结 而成 ， 硬 密度 很高 ， 热性 差 ， 喷涂 过程 中不易 熔化 ， 以形 成 良 导 在 难 好 的工 艺规范 。 故在 实际工 作 中 ， 我们把 经过 压制 的棒 材在低 温 条件 下 进行 烧结 ， 可在 保证 其 使用 强度 的条
［ 梁炳文主编． １ ］ 机械加Ｔ工艺与窍门精选【］ Ｍ． 北京： 机械工 业出版社，０８ ２０・ ［ 李伯 民， 波・ ２ 】 赵 现代磨削技术【］北京 ： Ｍ・ 机械工业出版 ’’ 上 。 ’
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎＡｎ ｌ ｓｓｏ ｒ ｙ Ｃｏ ｔｎ ｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｅＣａ ｂ ｄ ｐ ｉ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｆ ｐ ａ ａ ｉ ｇＴｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｒＬｅ ｎ ｄ ｒ ｉ ｅ ｃ ｓ ｆ
４ 硬质 合金 涂层应 用前 景
短， 在焰 心高温 处 的粒 子可 达至热 塑状态 ， 而在 边缘 的
利用普通氧一 乙炔 喷涂 硬 质 合 金 涂 层 ， 有 良好 具
地方则会出现加热不 良， 导致涂层的“ 夹生 ” 现象 ， 从而 影响涂层的性能。所以， 我们在棒材喷涂过程中， 使其
在 焰心 受热 ， 只有 当其 在受 热 的 区域熔 化 后才 能 脱离 母体 ， 涂层处 理 能够得 到充分 的加热 ， 形成 的涂层 较为 致密， 与基 体结 合 强度 高 。 因而喷 涂材 料 选 为硬 质合 金棒材 。
第２ 卷第４ （ ５ 期 总第 １６ ） １期
Ｖ １ ５ Ｎ ．（ ＵＭ ．１ ｏ． ｏ４ Ｓ ２ Ｎｏ１ ６）
机 械 管 理 开 发
ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭ ＥＮＴ
硬质合金喷涂技术应用分析
冯 林 ，李 润 明
（． １山西汾 阳阀门厂 ，山两 汾阳 ０ ２ ０ ；２山两太 原西峪煤矿 ，山西 ３２０ ． 太原 ００ ２） ３０ １
ＦＥＮＧ ｎ。ＬＩＲｕｎ—ｍ ｉ Ｌｉ ． ｎｇ
（． ｅｙｎ ａ ｅ ａｔｒ， ｅｙｎ ３ ２ ０ Ｃ ｉａ ２ Ｘ ｙ ｏｌ ｉｅＴ ｉ ａ ３０ １ Ｃ ｉ ） １Ｆ ｎａ ｇ ｌ ｃ ｙ Ｆ ｎａ ｇ ２０ ，ｈｎ ； ． ｉｕ ａ Ｍ ｎ， ａ ｕｎ０ ０ ２ ， ｈｎ Ｖ ｖＦ ｏ ０ Ｃ ｙ ａ ｌ ｓ ａ ｔ Ｔ ｅｐｐｒｎｒｄ ｃｓｈ ｘａｅ ｌ ｅｏｃ ｐａ ｏｔ ｇ ｅｉｅｂｒ ａｅｉ ｎ ｔｏ ｓａｄｅｐ ｕｄ ｅａｐｉａｏ ｒ． Ａｂｔ ｃＪ ｈ ａ ｅ ｉｔ ｕ ｅ ｅ ｙｃｔｅ ｒ ｓｒｙ ａｉ ｖｃ， ａ ｍ ｔｒ ｌ ｄｍｅ ｄ ｎ ｘｏ ｎ ｓｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｏｅ ｒ ｏ ｔ ｏ ｙｎ ｔ ｈ ｃ ｎｄ ａａ ｈ ｔ ｃｉ ｆ
为： 粉末 喷涂 粒 子 加 速 通过 高 温 加 热 区 ， 热 时 间极 受
体 吸收， 与基体间形成一定的冶金反应 ， 加强了结合性 能 。观察 涂 层本 身 的组 织 特征 可 见 ， 涂层 内分散 着大
部 分硬 相质 点 ； 微粒 与微 粒之 间 、 与基 体之 间有着 微粒 良好 的结 合 特征ｎ １ 。
１ 概
述
件 下 ， 可能地 降低 其致 密度 ， 尽 这样做 的 目的是使其 能 够 获 得 更好 的熔 化 条 件 ， 艺 上 便 于 控 制Ⅲ 例如 ， 工 。 喷
自２ 世 纪 ８ 年代 以来 ， ０ ０ 热喷涂 技术在 我 国以较快
速度发展 ， 已在诸多行业获得 了应用 ， 并取得显著的经 济效 益 。为探索 更好 的喷涂 工艺 、 降低生产 成本 ， 我们
马达 驱动 ， 动两 个 送丝 滚 轮把 材料 （ 材 和棒 材 ） 带 线 送
滴 粒 子 以高 速 冲击 到零 件 表 面时 ， 能迅 速 被金 属基 热
到喷嘴 ， 在高压空气的作用下 ， 使溶滴雾化并加速喷到 工件 的表面上 。
２２ 喷涂材 料 ． 通 过对 喷涂 材 料 的喷 涂 动态 及熔 化 特点 分析 ， 认
进 行 了硬 质 合 金 氧一 乙炔 火 焰 喷 涂 尝试 ， 获得 了满 并
意效果 。
涂棒材牌号为 ： Ｌ ０ ， Ｙ １． 型号为Ｂ ＂０ 。 ２ ３３０ 喷涂工艺参数 为 ： 气压 力 Ｐ ２ ． ＭＰ ， 氧 ｏ＝０３ ａ 乙炔 压 力 ： ：０５ＭＰ ， ． ａ
空气 压力 ＝０６ＭＰ ， 材送进 速度 １ ／。 ． ａ棒 ０ｍｍｓ
２３ 棒材 制备及 喷 涂工 艺参数 ．
的经济效益和广泛的应用价值。相较等离子喷涂 、 爆 炸喷涂 、 电声喷涂 、 超音速喷涂 ， 大大降低了成本。硬
质 合金 涂层 具 有 高耐 磨 、 冲击 特点 ， 于零 件 的表 抗 １ 对 面 强化 和 耐磨 提供 了可靠 保 证 。例 如用 于 曲轴 ， 面 表 喷涂 ， 会使 曲轴 的寿命 提高 数倍 ； 例如对 引风 机叶 片表 面进 行硬 质合金 喷涂 ， 会使 叶轮 寿命 提 高 ８ １ 倍 。 ０