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HVOF 涂层与其它方法制备的涂层的性能比较

HVOF 涂层与其它方法制备的涂层的性能比较
1、 与其它热喷涂方法的比较
      HVOF WC-Co 涂层的硬度可以达到 1100 — 1300Hv ,与爆炸喷涂层相当,显著高于等离子喷涂层,一般等离子 WC-Co 涂层的显微硬度为 800 — 1000Hv 。
涂层    HVOF    HVOF    电镀硬铬层    爆炸喷涂
成分    WC-12Co    WC-27NiCr    Cr    WC-13Co
硬度( Hv 0.3 )    1100~1270    1000~1100    800~900    1100~1200

碳化钨颗粒

碳化钨喷涂


  图 2 为 HVOF WC-12Co 涂层与爆炸喷涂 WC-13Co 涂层的耐磨料磨损试验结果比较。试验采用 SUGA (日本)型磨损试验机, HVOF 采用 Jet-Kote 系统。
  其中,实线表示表面为喷涂状态下的涂层的试验结果,而点线表示表面精磨至 Ra=0.2 μm后的试验结果。结果说明无论在那种表面状态下,HVOF涂层的耐磨损性能超过了爆炸喷涂层。
  图 3为三种方法制备的涂层,即等离子喷涂层、HVOF涂层、爆炸喷涂层的磨粒磨损试验结果。磨损试验采用的干式橡胶轮磨损试验机,HVOF采用连续爆炸喷涂CDS系统。
  其中:1、4、6号所示结果分别为HVOF、等离子、爆炸喷涂制备的WC-12Co涂层的试验结果。2、3、5分别为HVOF WC-12%Ni,WC-10%Co-4%Cr,WC∕TiC-15%Ni涂层的试验结果。比较WC-Co涂层,表明HVOF涂层与爆炸喷涂相当,而显著优于等离子涂层。
  从以上结果可以看出, HVOF可以获得耐磨损性能显著优于等离子涂层,而优于或相当于爆炸喷涂的耐磨涂层。

碳化钨喷涂

2、 HVOF涂层与火焰喷焊层
  自熔合金喷焊层由于通过涂层的重熔,不仅能获得无气孔致密的、耐磨损性能及耐腐蚀性能优越的涂层,而且,可使涂层与基体达到冶金结合,在国民经济的各领域得到了广泛的应用,获得了良好的效果。
  但是,涂层的重熔工艺要求将工件表面加热到1000℃以上,加热温度高,不仅容易引起基体组织和性能的变化,而且,还会产生巨大的热应力,从而引起变形,对于要求比较严格的近终成形的零件,就难以适用。HVOF涂层的优越性能为取代喷焊层提供了可能。
 图 4各类HVOF喷涂层与NiCrBSi喷焊层,电镀硬铬层的耐磨料磨损性能试验结果的比较例。HVOF采用DJ系统喷制。图中,NiCrBSi(相当于Ni60)喷焊层的耐磨损性作为1进行相对比较,该结果也说明通过选择合适的涂层材料,可以得到性能优于喷焊与电镀硬铬层的HVOF涂层。

3、 HVOF 涂层与电镀硬铬层
  电镀硬铬层作为提高材料表面耐磨损性能的方法,由于可以在低温下进行电镀,涂层硬度高,同时,形成涂层后可以不需要进行加工,因此,作为已经精加工成最终形状的零件表面涂层强化方法,应用非常广泛。
  但是,对于尺寸较大的零部件,电镀加工就难以适用,同时,硬铬层的最高使用温度约为 350 ℃,受到限制。此外,由于不可避免地存在着环境污染问题,随着对环境保护的要求越来越严,成本将会越来越高。因此,开发可以替代电镀硬铬层的涂层技术有着重要的意义。

  图 5 为电镀硬铬层与 HVOF WC-Co 涂层的耐磨料磨损试验结果的比较例  。 HVOF 涂层采用 Jet-Kote 系统喷制。结果说明 HVOF 硬质合金涂层的耐磨损性能显著优于电镀硬铬层。图 4 所示结果也证明了上述结论。
  以上结果充分说明, HVOF 涂层完全可以取代电镀硬铬层。为此,迄今有许多关于用 HVOF 替代硬铬技术的研究报道。

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