Vol.27 No.1 陈国安等：粉末的物理性能对热喷涂涂层的影响 57 12C0粉末颗粒处于一种稳定状态，且能够在 得到的涂层表面光滑细腻.因此，在考忠使用温 氮气气氛中承受1200℃以下的高温侵蚀.在 度区间时应注意到粉末的相变特性，同时还要考 1200-1300℃的温度范围内出现了两个小的放热 虑到材料的硬度变化，以保证其耐磨性和涂层表 峰和两个小的吸热峰.两个放热峰的出现，说明 面粗糙度的稳定性，进而确定材料的稳定使用温 WC-12C0晶体处于非平衡状态.而两个小的吸 度空间. 收峰的出现则表明了WC-12Co粉末发生了相 2.2涂层的物理性能与结构 变，X射线衍射分析结果表明，在此温度范围内， (1)表面粗糙度的测量.用Mitutoyo SJ--201型 游离态Co与WC转化成亚稳态的CoW,C 粗糙度测量仪测量涂层的表面粗糙度如表1. 图3的FeA1曲线在1000℃以前的低温区间 观察试样的表观形貌，在本实验中，采用两 基本没有变化，说明FeAl粉末能够在氮气气氛中 种不同粉末喷涂的涂层中，HVOF喷涂的试样比 承受1000℃以下的高温侵蚀，而在1000℃以上 DGS喷涂的试样表面平整性好.DGS喷涂后试样 曲线产生了明显的温度改变，说明材料发生了相 的表面颜色比HVOF的要深，原因是工件过热引 变.FeAl曲线在1100℃附近出现放热现象，说明 起涂层氧化而发黑.由表1涂层的表面粗糙度值 在制作过程中使粉末颗粒处于亚稳定状态.而在 同样可以看出HVOP喷涂的试样表面较光洁，由 1150℃附近出现吸热峰，表明了FeAl向FeAl的 方差比较得出HVOF喷涂WC-l2Co涂层表面最 转变. 均匀， 无放热现象，表明粉末形成涂层后整个温度 (2)显微硬度的测量.用LEICA VMHT30M显 区间都处于一种稳定状态，能够满足使用需求， 微硬度计测量涂层的显微硬度(V值)如表2. 表1涂层的表面粗糙度值 Table 1 Surface roughness values of the coatings 表面粗糙度/μm 喷涂方法 喷涂粉末 2 3 4 5 6 平均值 WC-12Co 3.83 3.72 4.15 3.88 4.26 4.03 3.98±0.21 HVOF FeAl 5.85 5.61 4.34 4.51 4.90 5.28 5.08±0.60 WC-12Co 7.51 7.26 6.40 5.67 6.01 6.55 6.57±0.71 DGS FeAl 6.60 6.48 6.37 6.86 6.99 6.65 6.66±0.23 表2涂层的显微硬度值 Table 2 Microhardness values of the coatings 显微硬度Hv) 喷涂方法 喷涂粉末 1 2 3 4 平均值 WC-12Co 1268.0 1226.9 1298.5 1205.7 1249.8±41.5 HVOF FeAl 520.3 518.5 496.0 506.9 510.4±11.3 WC-12Co 1180.5 988.0 1048.3 932.7 1037.4±106.5 DGS FeAl 547.7 391.9 288.5 302.7 382.7±119.1 从表2可以明显的得出：对于同一种喷涂工 末颗粒作硬质相，用C0作粘结相，其喷涂层组织 艺，喷涂WC-12C0粉末涂层的显微硬度比喷涂 结构为强韧的金属或合金涂层基相中弥散分布 FeAl粉未涂层的显微硬度值要高的多，因此 硬质相的颗粒，而且WC颗粒在VOF喷涂过程 WC-l2Co涂层的耐磨性能要比FeAl涂层的耐磨 中分解和氧化的量小.而DGS喷涂FeAl涂层的 性能好.而对于同一种喷涂材料，HVOF喷涂涂层 显微硬度值太低，因为显微硬度计的金刚钻锥体 各点的显微硬度值基本相等，而DGS喷涂涂层各 压头压在硬质面上时，硬度就高：压在氧化物等 点的显傲硬度值差别很大，说明HVO℉涂层的组非硬质面上时，硬度就低.气孔和氧化物夹渣造 织分布均匀，而DGS涂层的组织分布不均匀. 成了这些非硬质面的存在， HVOF喷涂WC-12Co涂层的显微硬度值最高，其 (3)涂层与基体的结合性能和涂层的抗热震 主要原因是WC-12Co粉末是硬度较高的WC粉 性能.采用将试样放入加热到900℃加热炉中保陈 国 安等 粉 末的物理 性能对 热喷涂涂 层 的 影 响 粉 末 颗 粒 处 于 一 种 稳 定 状 态 ， 且 能 够 在 得 到 的涂 层 表 面 光 滑 细 腻 因 此 ， 在 考 虑使 用 温 氮气 气 氛 中 承 受 ℃ 以下 的 高 温 侵 蚀 在 度 区 间 时应注 意 到粉末 的相 变特性 ， 同时还 要考 一 ℃ 的温 度 范 围 内出现 了两 个 小 的放 热 虑 到材 料 的硬度 变化 ， 以保证 其 耐 磨 性和 涂 层 表 峰和 两 个 小 的吸热 峰 两 个 放 热 峰 的 出现 ， 说 明 面 粗糙度 的稳 定性 ， 进 而 确 定材料 的稳 定 使用温 一 晶体 处 于 非 平 衡 状 态 而 两 个 小 的吸 度 空 间 收 峰 的 出现 则 表 明 了 一 粉 末 发 生 了相 涂 层 的物 理 性 能 与结 构 变 ， 射 线 衍 射 分 析 结 果 表 明 ， 在 此温度 范 围 内 ， 表 面 粗 糙 度 的测 量 用 型 游 离态 与 转化 成 亚 稳 态 的 呱 粗 糙 度 测 量 仪 测 量 涂 层 的表 面粗 糙 度 如表 图 的 曲线 在 ℃ 以前 的低 温 区 间 观 察试 样 的表 观 形 貌 ， 在 本 实验 中 ， 采 用 两 基本 没有 变化 ， 说 明 粉末 能够 在氮 气 气氛 中 种 不 同粉 末 喷 涂 的涂 层 中 ， 喷 涂 的试 样 比 承 受 ℃ 以下 的 高温 侵蚀 ， 而 在 ℃ 以上 喷涂 的试 样 表 面平 整 性 好 喷涂后 试样 曲线产 生 了 明显 的温度 改变 ， 说 明材 料 发 生 了相 的表 面 颜 色 比 的要 深 ， 原 因 是 工 件 过 热 引 变 曲线 在 ℃ 附近 出现 放 热 现 象 ， 说 明 起 涂 层 氧 化 而 发 黑 由表 涂 层 的表 面 粗 糙 度值 在制 作 过程 中使粉末 颗粒 处 于 亚稳 定状 态 而在 同样 可 以看 出 喷涂 的试 样表 面较 光 洁 ， 由 ℃ 附近 出现 吸 热 峰 ， 表 明 了 ， 向 的 方 差 比较 得 出 喷涂 一 涂 层 表 面最 转 变 均 匀 无 放 热现 象 ， 表 明粉末 形 成涂层 后 整 个温 度 显 微 硬度 的测 量 用 显 区 间都 处 于 一 种 稳 定状 态 ， 能够 满 足 使用 需 求 ， 微 硬 度 计 测 量 涂 层 的显 微 硬 度 值 如 表 表 涂 层 的 表面粗糙度值 加 血 喷 涂方法 喷涂粉末 表面 粗 糙度 脚 一 一 石汽︹︸ 内︼‘、 平 均值 ， 士 士 士 士 ﹃了，‘， 喷涂方 法 平 均值 喷涂粉末 一 表 涂 层 的 显微硬 度值 卜 血 显 微硬度 担 土 士 士 土 从 表 可 以 明显 的得 出 对 于 同 一 种 喷涂 工 艺 ， 喷涂 一 。 粉 末 涂 层 的显 微 硬 度 比 喷涂 粉 末 涂 层 的 显 微 硬 度 值 要 高 的 多 ， 因 此 一 涂层 的耐 磨 性 能要 比 涂 层 的耐 磨 性 能好 而 对 于 同一 种喷涂材料 ， 喷涂涂 层 各 点 的显 微硬 度值 基 本 相 等 ， 而 喷涂涂 层 各 点 的显 微硬 度 值 差 别 很 大 ， 说 明 涂 层 的组 织 分 布 均 匀 ， 而 涂 层 的组 织 分 布 不 均 匀 喷涂 一 涂层 的显 微 硬度 值 最 高 ， 其 主 要 原 因是 一 粉 末 是硬 度较 高 的 粉 末 颗 粒 作 硬 质 相 ， 用 。 作 粘 结 相 ， 其 喷涂 层 组 织 结 构 为 强 韧 的金 属 或 合 金 涂 层 基 相 中弥 散 分 布 硬 质 相 的颗粒 ， 而且 颗粒 在 喷涂 过 程 中分 解 和 氧 化 的量 小 而 喷涂 涂 层 的 显 微 硬 度值 太 低 ， 因 为显 微 硬度 计 的金 刚钻 锥体 压 头压 在 硬质 面 上 时 ， 硬度 就 高 压 在 氧化 物 等 非硬 质 面 上 时 ， 硬 度 就 低 气 孔 和 氧 化 物 夹 渣 造 成 了这 些 非硬 质 面 的存 在 涂 层 与 基 体 的 结 合 性 能和 涂 层 的抗 热 震 性 能 采用 将试 样放 入 加热 到 ℃ 加 热 炉 中保