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。

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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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。