碳化钨颗粒增强复合熔覆涂层
渣浆、矿山、泥浆这些工况里,零件面对的是硬质颗粒的不断冲磨,镍基、钴基合金再硬也扛不住几年。解决思路是在涂层里“撒沙子”——把高硬度的碳化钨(WC)颗粒分散到镍基或铁基粘结金属里,让硬质相扛磨、粘结相托底。这种复合涂层的体积磨损率,往往是纯镍基层的三到五分之一。
颗粒怎么加
常见添加方式有两种:一是预混粉,将WC颗粒与镍基粉机械混合后作为单一粉末送入,工艺简单;二是双送粉,两台送粉器分别控制粘结粉与WC粉的流量,实时调节比例。WC加入量一般取30%~60%(体积分数):低于30%耐磨提升不明显,超过60%涂层变脆、孔隙率上升,还容易从剥落处整层崩掉。粒度选45~150微米的破碎或烧结颗粒,过细会在熔池中大量分解。
最大的敌人:WC分解
WC在高温熔池里并不安分——停留时间过长会溶解、与熔池反应生成脆性相,甚至脱碳变成脆性的W₂C。控分解的手段很明确:用较低的比能量(在保证熔化的前提下压低调制功率)、较快的扫描速度、较小的单层厚度(0.5~1毫米),缩短WC在高温区的停留时间。熔池温度控制在略高于粘结合金熔点即可,不必烧得“通红透亮”。
从磨损数据看,Ni60+50%WC复合层的三体磨料磨损失重,通常只有纯Ni60涂层的四分之一到五分之一,这正是矿山、泥浆工况愿意为复合粉买单的原因。
服役与机加工
涂层硬度HRC62~70,几乎只能靠磨削加工,要预留足够磨量。WC颗粒在涂层中应均匀分布、不出现大面积聚集偏析,这在金相检验里要重点看。更多硬质相选择的细节,可参考硬质相颗粒的选择与添加量控制。
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