等离子喷涂WC颗粒增强Ni基涂层组织及抗

等离子喷涂具有沉积速度快、生产效率高、适用范围广、成本低等优势，是目前国内、外最常用的一种表面工程技术，其在航空航天、能源、机械、冶金等领域得到广泛应用。Ni基自熔性合金涂层性能优良且可喷涂性好，是一类常用的喷涂材料，主要应用于局部要求耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的材料表面。但现代科技的发展对表面涂层性能的要求愈来愈高，单一Ni基涂层已很难满足某些苛刻工况的要求。陶瓷颗粒增强Ni基涂层能将Ni金属母相材料较高的强度、韧性和良好的工艺性能与增强陶瓷颗粒材料优异的耐磨、耐蚀、耐高温及化学稳定性有机结合起来，极大地提高材料的表面性能。因此近年来陶瓷颗粒增强Ni基涂层制备成为材料科学研究领域的热点问题之一。WC是耐磨性非常好的硬质相，具有硬度高、高温稳定、塑性好以及与Ni基合金润湿性良好等优点，被广泛用作热喷涂Ni基合金的增强相。本文采用等离子喷涂方法制备了WC颗粒增强Ni60A涂层，分析了涂层的显微组织，测试了涂层抗冲蚀磨损性能，并讨论了复合涂层的冲蚀机理。
实验用基体材料为γ-TiAl基合金(TAC-2)，其尺寸为20mm×20mm×8mm。喷涂用镍基合金粉末及增强相分别采用北京矿冶研究院生产的KF-Ni60A自熔性合金粉末及KF-56型镍包碳化钨粉末，将质量配比为2∶1的Ni60A粉末和WC粉末采用机械混合均匀后作为喷涂喂料。在实际使用中用WC复合粉末而不用纯WC粉末，其主要目的是为了提高增强WC粉体相与Ni基合金母相之间的浸润性和降低喷涂过程中WC陶瓷相的氧化、脱碳等现象。等离子喷涂试验在美国普莱克斯公司生产的3710型等离子喷涂系统上进行。喷涂前试样经打磨、除油、喷砂等预处理。固体粒子冲蚀试验在由喷砂机自行改装的冲蚀试验机上进行
等离子喷涂WC颗粒增强Ni60A涂层呈层片状结构，有一定孔隙，WC颗粒在涂层中分布均匀，且与母相结合良好。随着冲蚀角度的增大，涂层冲蚀磨损质量损失先增大后减小，表现为塑性-脆性复合冲蚀磨损特征。