WC-17Co含量对(WC-17Co/NiCrBSi)复合钎焊层结合性能和耐磨性的影响

一、WC-17Co含量对(WC-17Co/NiCrBSi)复合钎焊涂层结合性能及耐磨性的影响（论文文献综述）

杨康,陈诚,徐国正,张世宏^[1]（2022）在《冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望》文中研究说明以超音速火焰喷涂、大功率等离子喷涂等为代表的先进热喷涂技术,已成为冶金行业关键装备及部件在严苛服役环境下实现高温耐磨、耐腐蚀、抗结瘤、隔热等多功能化的关键技术。概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性,进而详细论述热喷涂技术在服役于严苛环境中的冶金关键设备（如连铸结晶器铜板、热镀锌铝锅组件及高温炉辊等）上的研究现状及应用情况。针对熔融金属、内外大温差环境中连铸结晶器铜板表面修复强化,热喷涂技术具有取代传统电镀技术的潜力,所制备热喷涂层具有优异的热导率、耐腐蚀性、耐磨损性等,其中WC-Co系列和NiCr-Cr3C2系列是最具代表性的两种涂层材料。针对熔融金属环境中热镀锌铝锅组件表面防护,热喷涂技术可以取代传统的表面涂覆及表面渗镀技术,制备出具有高结合强度的高性能涂层,有效提高耐液锌腐蚀性能,涂层材料体系主要有陶瓷及金属陶瓷材料。针对高载荷、高温度环境中高温炉辊表面热喷涂防护,低温段常用涂层为WC-Co,中温段常用涂层为Cr3C2-NiCr,高温段常用涂层为陶瓷、金属陶瓷以及金属陶瓷+稀土氧化物涂层等。最后,展望了热喷涂技术在冶金领域的发展方向,以期推动热喷涂技术在冶金领域的更深入、广泛应用。

司浩,秦建,钟素娟,龙伟民,王自东,沈元勋,董显^[2]（2021）在《钎涂技术的研究进展》文中提出1郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室,郑州4500012北京科技大学材料科学与工程学院,北京100000

程靖清^[3]（2021）在《高能射流式液动潜孔锤冲击系统优化研究》文中提出干热岩型地热资源以其能量输出稳定,对环境影响小等特点日渐成为当前地热能开发的热点。目前国际上通用的开发干热岩的方法是利用增强型地热系统（EGS）从目标地层获取热量,从而实现地热发电。钻进生产井和回注井是开发EGS的重要步骤。赋存于岩浆岩或变质岩中的干热型地热占据了绝大部分。这种岩石的单轴抗压强度可达200MPa以上,可钻性差。现阶段,在可钻性差的硬岩中钻进,大多采用牙轮钻头或PDC钻头回转钻进方法。然而,用以上常规钻进方法在干热岩及其它硬岩地层钻进时,存在钻进效率低等问题,导致EGS开发过程中,钻井成本占到了总成本的80%以上,严重制约了干热岩的开发利用。为此,吉林大学彭枧明教授团队提出高能射流式液动潜孔锤钻进技术。相比于风动潜孔锤,高能射流式液动潜孔锤使用的钻井液具有护壁作用。此外,钻进过程不会产生粉尘,只需要匹配合适的泥浆泵即可满足工作条件。高能射流式液动潜孔锤具有性能不随孔深变化的特点,结构简单,运动部件较少,没有弹簧等易损部件。此外,高能射流式液动潜孔锤额定工作压力达15MPa,冲锤冲击末速度可达7m/s,与常规液动潜孔锤相比冲击功数倍提高。其驱动介质适应性广,清水、泥浆条件下都能稳定工作,在保证钻进效率的同时大幅降低了钻井成本,有望解决硬岩地层钻进效率低的难题。由于高能射流式液动潜孔锤冲击频率与冲击末速度较高,常规35Cr Mo活塞杆抗摩擦磨损性能不足,限制了整机寿命。本文提出使用WC-Co硬质合金及其相关材料制造活塞杆,提高其活塞杆抗摩擦磨损性能。由于WC-Co硬质合金的硬脆性特点,WC-Co硬质合金活塞杆使用过程中发生了疲劳破坏。针对纯WC-Co硬质合金活塞杆发生疲劳破坏的现象,本文对冲击后活塞杆应力分布、活塞杆结构、活塞杆与冲锤连接方式、热喷涂WC-Co硬质合金活塞杆性能等展开深入研究。探讨了初始装配应力对活塞杆冲击应力分布的影响,活塞杆与冲锤连接处几何优化后应力幅值变化趋势,不同材料锥面配合削波垫片组削波效果,热喷涂WC-Co硬质合金活塞杆在高能射流式液动潜孔锤工况下抗磨损性能及机械性能变化等。本文的主要结论如下:（1）活塞杆与冲锤连接处的应力集中是导致硬质合金活塞杆冲击断裂的原因。活塞杆与冲锤装配时的初始装配应力对冲击应力的分布影响不大。一定程度上,初始装配应力对于硬质合金活塞杆起到了保护作用。（2）锥面配合段长度、活塞杆及冲锤锥面的锥度以及冲锤外部倒角的变化对冲击应力分布有一定影响。其中锥面配合段长度对应力集中的影响最为显着。优化后,冲锤的倒角设置为60°,锥度设置为1:20,锥面配合长度设置为35mm。相比于未优化状态,活塞杆锥面配合连接处最大主应力幅值降低了19.4%。（3）不同材料锥形垫片组合而成的新型锥面配合垫片组对弹性应力波有明显的削弱作用。冲击速度在3-5m/s范围内变化时,三层垫片组合可降低透射应力波幅值60%-62%,五层垫片组合可降低透射应力波幅值71%-77%。削波效果主要取决于相邻垫片间波阻抗差异程度及垫片界面数量。相邻垫片间的接触百分比对于垫片组合的削波效果影响也很显着。此外,垫片组的锥度也能影响其削波效果。（4）利用超音速火焰喷涂（HVOF）制造WC-Co硬质合金喷涂活塞杆,是平衡活塞杆耐磨性与韧性的有效方法之一。通过实验证明,WC-17Co喷涂活塞杆在高能射流式液动潜孔锤中工作寿命明显优于普通35Cr Mo活塞杆。在潜孔锤工况下工作时,相比于的其它工况,喷涂WC-Co硬质合金磨损机制变化不大,然而,硬质合金涂层耐磨性较其它工况显着降低。潜孔锤工作过程引起的裂纹降低了活塞杆的耐磨性能。此外,喷涂工艺造成的涂层孔隙率对于涂层耐磨性能也有一定影响。因此,在现有喷涂工艺基础上,改进喷涂参数,并减小冲击系统径向振动是提高热喷涂活塞杆使用寿命的有效方法。（5）通过模拟高能射流式液动潜孔锤摩擦生热及水冷循环工况,研究了加热及水冷循环对热喷涂WC-Co硬质合金机械性能的影响。研究表明,在加热及水冷循环条件下,涂层的机械性能会发生显着变化。与涂层耐磨性相关的显微硬度及残余应力会显着降低。与涂层完整性相关的涂层结合强度在高温条件下也会显着降低。冲击系统冲击钻头后剧烈振动,导致活塞杆与摩擦副产生径向压力。较高的径向压力造成活塞杆在往复运动过程中产生高温。在冲锤位置处设计导正与局部增强冷却结构后,有望明显减小活塞杆、冲锤冲击钻头后的径向振动,降低活塞杆表面温度,从而提高活塞杆使用寿命。本文的创新点主要有:（1）研究了初始装配应力对冲击系统中冲击应力分布的影响。在此基础上,探究了冲击系统中活塞杆和冲锤主要几何尺寸变化对连接处应力集中的影响趋势,并优化设计了活塞杆及冲锤结构。（2）基于应力波理论,提出利用材料波阻抗差异削弱弹性应力波,并针对冲击系统几何结构提出不同材料垫片组锥面配合连接。研究了垫片组材质匹配和几何尺寸等对其削波效果的影响。（3）研究了超音速火焰喷涂（HVOF）WC-Co活塞杆在高能射流式液动潜孔锤工况下的性能变化,并分析了超音速火焰喷涂硬质合金活塞杆在高能射流式液动潜孔锤工况条件下耐磨性能变化及机械性能变化的原因,针对性地提出高能射流式液动潜孔锤冲击系统导正与局部增强冷却结构,延长超音速火焰喷涂硬质合金活塞杆在高能射流式液动潜孔锤中工作寿命。

王星星,武胜金,李帅,何鹏,路全彬,骆静宜,温国栋,龙伟民^[4]（2021）在《功能性钎涂技术的研究进展与应用现状》文中研究指明钎焊涂层作为材料表面改性和关键构件寿命延长的重要方法之一,广泛应用于航空航天、农业机械、石油钻探等领域,受到了国内外钎焊学术界和产业界的高度关注。本文主要对近20年国内外有关钎涂技术的研究报道进行评述。首先介绍钎涂技术国内外研究现状,其次详细综述硬质合金/镍、硬质合金/铜、硬质合金/铁、硬质合金/银四类钎涂层的制备工艺和性能调控研究进展,然后评述钎涂技术在农业机械、航空航天、石油钻探等领域关键构件表面改性的实际应用,最后指出钎涂技术研究和发展过程中存在的不足,并展望钎涂技术未来发展的方向,为功能性钎涂技术的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。

赵运才,张新宇,孟成^[5]（2021）在《热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术的研究进展》文中进行了进一步梳理首先,从热喷涂的后处理技术方向入手,重点综述了激光重熔后处理技术、热处理后处理技术的研究进展,简要分析了两种后处理技术对金属陶瓷涂层界面综合性能、界面结合强度、内聚强度、耐磨性、残余应力等的影响,指出外部因素（激光重熔参数、热处理工艺参数、材料种类、重熔方式和热处理的时间等）和内部因素（金属陶瓷涂层本身的特性）对两种后处理技术的影响。然后,介绍了几种材料后处理技术（喷丸和热等静压后处理技术）,分析了其对材料性能的影响。其次从微观层次入手,探索和分析了热喷涂后处理技术的原理和其中存在的问题,且对其研究和发展方向做出了预测。最后,在前人研究的基础上,结合近些年常用的涂层后处理技术和一些材料后处理技术,提出了采用一种新的后处理技术——感应重熔技术和超声深滚技术耦合对喷涂涂层实施后处理,且初步制定了研究的技术方案,并对其特色点和创新之处进行了总结,同时对该研究进行了可行性分析。

刘福朋^[6]（2020）在《碳化钨、碳化铬类硬质合金涂层及耐磨耐蚀性能研究》文中研究说明在表面工程和机械工程中硬质合金涂层具有耐腐蚀性和耐磨损性的特点,因此硬质合金涂层的应用得到广泛关注。本论文是以吴忠仪表有限公司的球阀作为研究对象,球阀芯体是球阀的重要组件之一,实际应用中球阀芯体受到腐蚀和磨损的双重作用。采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）在304不锈钢基体之上制备WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层并与之使用HVT-1000图像处理显微硬度计、XDR（X射线衍射仪）、扫描电镜（SEM）相关检测仪器对WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的表面硬度、内部微观组织进行测试;使用电化学仪器检测并分析WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层在不同温度、不同浓度的H2SO4溶液、不同腐蚀介质（3.5%NaCl溶液、0.1mol/L NaOH溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.1mol/LHNO3溶液）的耐腐蚀性;最后使用摩擦磨损实验仪对WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层耐磨损性进行检测。通过实验检测和分析结果表明:WC-Co类硬质合金涂层硬度值在1100～1400HV0.2之间,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层硬度值为960HV0.2,WC-Co类硬质合金涂层硬度值要明显大于NiCr-Cr3C2硬质合金涂层。XRD实验检测显示WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层有W2C、Cr7C3和Cr23C6等物相生成,两类硬质合金涂层相继发生脱碳反应。SEM实验检测结果表明WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层形成有不同元素构成的硬质相和粘结相且硬质相和粘结相之间相互错落分布。在 0.5mol/LH2SO4 溶液中调节温度分别为 25℃、45℃、60℃,WC-Co 类中 WC-10Co4Cr 腐蚀电位为正电位且腐蚀速率最小,腐蚀速率分别为0.049（g/m2h）、0.158（g/m2h）、0.277（g/m2h）;NiCr-Cr3C2硬质合金涂层腐蚀电位为负电位且腐蚀速率最大,腐蚀速率分别为0.277（g/m2h）、1.400（g/m2h）、6.126（g/m2h）。WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀速率随着温度的升高也相应增加。采用浓度为1%、3%、5%、10%的H2SO4溶液,WC-Co类、NiC-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀电位出现正电位、负电位,WC-Co类硬质合金涂层的腐蚀速率随H2SO4溶液浓度的增加而增加,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层腐蚀速率随H2SO4溶液浓度增加表现为先减小后增加的变化趋势。腐蚀介质分别为 3.5%NaCl、0.1mol/L NaOH 溶液、0.1mol/L H2SO4 溶液、0.1mol/L HNO3溶液,WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀电位为负电位,不同的腐蚀介质中两类硬质合金涂层腐蚀速率有所不同,3.5%NaCl溶液中WC-10Co4Cr的腐蚀速率最小为0.014（g/m2h）;0.1mol/LNaOH溶液中 WC-12Co 的腐蚀速率最小为0.028（g/m2h）;0.1mol/LH2SO4溶液和 0.1mol/L HNO3 溶液中 WC-10Co4Cr 的腐蚀速率最小分别为 0.035（g/m2h）、0.052（g/m2h）。摩擦磨损的实验条件为压力载荷为50N、运动频率为5Hz,摩擦时间为30min。在相同实验条件下下,WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层摩擦系数分别为0.543、0.539、0.484、0.477;磨损失重分别为0.0052g、0.00203g、0.00173g、0.0009g,因此WC-Co类硬质合金涂层耐磨损性要大于NiCr-Cr3C2硬质合金涂层。从磨损机理分析可知,WC-Co类硬质合金涂层以磨粒磨损为主,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层具有黏着磨损和磨粒磨损两个方面。

李豪赛,贾云飞,轩福贞^[7]（2018）在《基于柔性金属布技术的梯度WC增强NiCrBSi合金涂层的制备及性能》文中研究表明采用折叠辊压技术制备NiCrBSi合金粉和WC合金粉体积比i分别为1∶1,2∶1,5∶1,10∶1,20∶1的WC合金增强NiCrBSi合金柔性金属布,将i为20∶1的金属布置于316L不锈钢基体上,再叠放一层其他体积比的金属布,采用真空钎焊制备得到4种梯度WC增强NiCrBSi合金涂层,研究了涂层中WC颗粒的分布以及涂层的耐磨性和拉伸性能。结果表明:当金属布厚度在0.5mm、钎焊保温时间为10min时成功制得梯度涂层,随着上层金属布中i的增大,涂层中WC颗粒分布的梯度斜率降低;梯度涂层明显提高了基体的耐磨性,且随着梯度斜率的增加,涂层的耐磨性逐渐增强,抗拉强度降低,在拉伸过程中,梯度斜率较大的涂层中会产生多条贯穿裂纹。

陈品帮,胡敏^[8]（2018）在《WC-Co涂层成分对破碎机齿板强度影响的研究》文中研究指明通过大量的数据,分析了不同结构及不同含量的涂层对齿板强度的影响,以拟合出最优曲线,并进行了仿真分析。结果表明:涂层厚度对于表面的强化性能是非线性的,且存在最优解,表面材料在厚度到达一定程度的时候,无法强化表面;纳米WC-Co涂层的截面比普通WC-Co涂层的更加致密,WC与Co结合的较好,塑性形变的程度更小;Co含量的增加,涂层被软化,硬度降低,加剧齿板的形变。此外,随着Co含量的增高,热膨胀系数增大,涂层内应力变大,结合强度下降,更易产生形变和应力集中。

何力^[9]（2018）在《真空熔覆WC-10Ni/NiCrBSi复合涂层的力学性能建模及工程应用》文中提出本课题将真空熔覆技术与柔性“涂层布”技术结合,采用合适的钎焊工艺参数在Q235基体表面制备了WC-10Ni/NiCrBSi复合涂层。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射仪研究了该复合涂层的显微组织、元素分布、相组成和断口形貌,并测量了涂层与基体结合层宽度L。利用图像处理软件ImageJ对涂层的WC晶粒度dwc、涂层孔隙率φ和孔隙平均面积S进行了测量,并计算了碳化钨颗粒邻接度C。根据以往的理论模型并结合本课题涂层实际情况,提出了相应的剪切强度、表面洛氏硬度和截面维氏硬度HV10数学模型。采用洛氏硬度计、显微硬度计、电子万能试验机对涂层的表面洛氏硬度、截面维氏硬度HV10及剪切强度进行测定,与数学模型计算值进行了对比。结果表明:剪切强度、表面洛氏硬度和截面维氏硬度HV10数学模型值与实际值较吻合,剪切强度数学模型值与实际值最大误差为2.3%,最小误差为2.1%。简化型剪切强度数学模型值与实际值最大误差为4.4%,最小误差为1.3%。表面洛氏硬度数学模型值与实际值最大误差为0.5%,最小误差为0.2%。截面维氏硬度HV10数学模型值与实际值最大误差为8.6%,最小误差为0.2%。因此,上述数学模型能够较好的满足工程实际计算的需要。利用轮廓法对涂层内部应力进行检测,结果表明:涂层内部应力沿厚度方向变化梯度较大,在焊件的底部均是压应力,并沿着厚度方向转化成拉应力,在涂层与基体结合层处（20mm）,又迅速转化成压应力,涂层表面处承受较大的压应力。对管状试件的立焊工艺进行了探索,主要研究了WC质量分数和“柔性涂层布”的叠放方式对立焊的影响。结果表明:当WC质量分数超过50%时,采用WC布在外,NiCrBSi涂层布在内的双层布形式能实现管状工件的涂层熔覆;当WC质量分数低于50%时,宜采用单层WC金属布的方式。利用本课题的真空熔覆柔性“涂层布”技术对某企业的实际工程产品进行了表面改性。采用上述钎焊工艺可成功实现WC质量分数为30%和40%的单层布的钻头表面改性。钻头表面涂层成型美观,与基体达到了冶金结合。单层布中WC质量分数较低时（少于30%）,涂层表面成型较差。当WC质量分数较高时（超过45%）,涂层与钻头表面润湿反应较差,无法形成有效的冶金结合。

陈刚,陈杰,刘春铮,汤汉良^[10]（2015）在《高硅铝基材表面爆燃喷涂WC-Co层的性能》文中研究说明为了拓展铝合金在汽车工业上的应用,基于"第聂伯Ⅲ"设备采用爆燃喷涂技术以不同氧燃比在喷射沉积制备的铝合金活塞材料表面制备了WC-12Co和WC-17Co涂层,比较了2种涂层的显微形貌、相结构、结合强度、孔隙率、开裂韧性及磨粒磨损性能。结果表明:与WC-17Co涂层相比,WC-12Co喷涂层中WC脱碳程度轻,粘结相Co的名义自由路径较小,磨粒对粘结相的刮削作用弱,最终WC颗粒抵抗了磨粒磨损,因而具有更好的抗磨粒磨损性能;WC-12Co喷涂层的结合力、硬度也优于WC-17Co喷涂层。

二、WC-17Co含量对(WC-17Co/NiCrBSi)复合钎焊涂层结合性能及耐磨性的影响（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、WC-17Co含量对(WC-17Co/NiCrBSi)复合钎焊涂层结合性能及耐磨性的影响（论文提纲范文）

（1）冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望（论文提纲范文）

（2）钎涂技术的研究进展（论文提纲范文）

（3）高能射流式液动潜孔锤冲击系统优化研究（论文提纲范文）

（4）功能性钎涂技术的研究进展与应用现状（论文提纲范文）

（5）热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术的研究进展（论文提纲范文）

（6）碳化钨、碳化铬类硬质合金涂层及耐磨耐蚀性能研究（论文提纲范文）

（7）基于柔性金属布技术的梯度WC增强NiCrBSi合金涂层的制备及性能（论文提纲范文）

（8）WC-Co涂层成分对破碎机齿板强度影响的研究（论文提纲范文）

（9）真空熔覆WC-10Ni/NiCrBSi复合涂层的力学性能建模及工程应用（论文提纲范文）

（10）高硅铝基材表面爆燃喷涂WC-Co层的性能（论文提纲范文）

四、WC-17Co含量对(WC-17Co/NiCrBSi)复合钎焊涂层结合性能及耐磨性的影响（论文参考文献）

• [1]冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望[J]. 杨康,陈诚,徐国正,张世宏. 表面技术, 2022
• [2]钎涂技术的研究进展[J]. 司浩,秦建,钟素娟,龙伟民,王自东,沈元勋,董显. 材料导报, 2021(S2)
• [3]高能射流式液动潜孔锤冲击系统优化研究[D]. 程靖清. 吉林大学, 2021(01)
• [4]功能性钎涂技术的研究进展与应用现状[J]. 王星星,武胜金,李帅,何鹏,路全彬,骆静宜,温国栋,龙伟民. 中国有色金属学报, 2021(01)
• [5]热喷涂金属陶瓷涂层后处理技术的研究进展[J]. 赵运才,张新宇,孟成. 表面技术, 2021(07)
• [6]碳化钨、碳化铬类硬质合金涂层及耐磨耐蚀性能研究[D]. 刘福朋. 宁夏大学, 2020(03)
• [7]基于柔性金属布技术的梯度WC增强NiCrBSi合金涂层的制备及性能[J]. 李豪赛,贾云飞,轩福贞. 机械工程材料, 2018(06)
• [8]WC-Co涂层成分对破碎机齿板强度影响的研究[J]. 陈品帮,胡敏. 热加工工艺, 2018(10)
• [9]真空熔覆WC-10Ni/NiCrBSi复合涂层的力学性能建模及工程应用[D]. 何力. 江苏科技大学, 2018(03)
• [10]高硅铝基材表面爆燃喷涂WC-Co层的性能[J]. 陈刚,陈杰,刘春铮,汤汉良. 材料保护, 2015(11)

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