Використання технології термічного розпилення для виготовлення металокерамічних покриттів на основі WC/Co-наразі є гарячою точкою досліджень у галузі поверхні матеріалів та техніки. Застосовуючи технологію термічного розпилення для виготовлення покриттів з карбіду вольфраму/кобальту, можна вибрати широкий діапазон матеріалів для покриття та підкладки, товщину покриття можна змінювати в широкому діапазоні, ефективність нанесення є високою, а отримані покриття демонструють чудову зносостійкість.
Властивості та структурні характеристики покриттів, виготовлених за технологією термічного напилення, значною мірою визначаються морфологією порошку вихідної сировини, потоком енергії, що подається на вихідну сировину, і параметрами процесу напилення. Насправді морфологія та розподіл частинок за розміром порошкової сировини тісно пов’язані зі способом приготування. В останні роки термічні порошки на основі WC-застосовувалися для отримання щільних покриттів із високою твердістю та високою зносостійкістю за допомогою високо-швидкісного кисневого-розпилення (HVOF), що робить їх найперспективнішими кандидатами на заміну гальванічним твердим хромованим покриттям. Зокрема, покриття WC-Co вже були прийняті як замінники гальванічно нанесених шарів твердого хрому.
Технології підготовки для WC-Co композитних порошків
Існують різні методи приготування композитних порошків WC-Co. Залежно від процесу приготування, порошки на основі WC-, які використовуються для розпилення HVOF, можуть мати морфологію від сферичної до неправильної або блокової. Наразі популярним підходом є прямий синтез композитних порошків із використанням характеристик псевдозрідження середовища з псевдозрідженим шаром для безперервного відновлення та науглерожування хімічно однорідних сполук вольфраму-кобальту в шарі, що в кінцевому підсумку призводить до отримання композитних порошків WC-Co з тонким розміром частинок і рівномірним розподілом. Методи приготування порошків на основі WC/Co- можна класифікувати на твердофазні-методи, газо-фазові методи, рідко-фазові методи та їх комбінації (наприклад, газо-твердофазні методи). Типові методи включають плазмовий метод, науглерожування в газовій-фазі, спів-осадження, механічне легування та термохімічний синтез (сушіння розпиленням). Однак частинки композиційного порошку, отримані цими методами, як правило, мають дрібний розмір, мають велику питому поверхню та демонструють дуже низьку текучість і низьку щільність, що може легко призвести до засмічення сопла під час розпилення. Крім того, вони не мають достатньої інерції для ефективного нанесення на поверхню підкладки. Тому ці порошки мають бути агломеровані в мікрон-порошки розміром від 15 до 100 мкм для використання в якості сировини для термічного розпилення. Зазвичай такі методи обробки, як спікання-подрібнення, агломерація-спікання, змішування, плакування та сплавлення-подрібнення, використовуються для агломерації порошків відповідно до вимог щодо розміру частинок для термічного напилення.
Порошки, приготовленіспікання-метод дробленнязазвичай мають неправильну форму з кількома гострими краями, мають відносно гладкі поверхні, високий ступінь легування та щільну внутрішню мікроструктуру. Велика кількість частинок WC розподілена всередині сполучної фази, і окремі частинки WC виявляють гарний зв’язок зі сполучною речовиною.
Theметод-дроблення плавленнямпередбачає змішування різних порошків і їх плавлення в спеціалізованій печі з подальшим подрібненням охолоджених спечених блоків за допомогою різних дробарок. Порошки, отримані цим методом, характеризуються щільною, блочною та кутастою морфологією. Їх значно важче подрібнити, ніж порошки, отримані методом спікання-.
Порошки виробництва компаніїагломераційний-метод спіканнямають правильну морфологію. У цій техніці використовується розпилювальне сушіння для агломерації порошків із само{1}}суспензії; після сушіння розпиленням і спікання в агломеровані частинки отримані порошки є майже сферичними, з шорсткими та пористими поверхнями, вузьким розподілом частинок за розміром і хорошою сипучістю. Однак приготування суспензій для таких металокерамік, як WC-Co, є складним завданням через високу щільність WC-Co та різницю в кислотності/основності між складовими частинками.
Theметод обшивкизазвичай використовується механічне плавлення, під час якого необроблені порошки з різними розмірами частинок ретельно змішуються та нагріваються. Під час цього процесу матеріал із нижчою-температурою-плавлення переходить у пластичний стан (або навіть розплавляється в деяких випадках), тоді як матеріал з вищою-температурою-температури залишається нерозплавленим. Потім механічне змішування призводить до зварювання двох порошків. Композитні порошки, отримані цим методом, мають ядро-структуру оболонки з хорошою міцністю частинок і в’язкістю.
Theспосіб змішуваннявиробляє порошки WC/Co, що складаються з двох фаз, WC і Co, у яких частинки WC нещільно утримуються разом кобальтом.
Існує відносно мало повідомлень про приготування порошків термічного розпилення на основі WC/Co{0}}, і ще менше про приготування порошків WC-CoCr, що містять додані елементи Cr. Лише декілька компаній у світі виробляють такі продукти. Додавання відповідної кількості металевого Cr до сполучної фази Co може значно підвищити корозійну стійкість і стійкість до окислення покриттів, що призведе до чудових загальних характеристик, які можуть замінити токсичний гальванічний твердий хром. Як наслідок, сфери їх застосування розширюються, і вони привертають все більшу увагу промисловості. Наразі більшість вітчизняного виробництва в Китаї базується на методах спікання-дроблення та агломерації-спікання.