超音速火焰喷涂碳化铬涂层和等离子喷焊层性能研究

北京耐默公司作为专业生产碳化铬涂层厂家，在此介绍碳化铬喷涂，碳化铬涂层，碳化铬焊丝，碳化铬耐磨板相关知识，希望对大家会有帮助。

目的 为提高碳化铬涂层的抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能。方法分别利用超音速火焰喷涂技术和等离子喷焊技术在其表面分别制备了Cr3C2-NiCr75-25涂层、WC-10Co-4Cr涂层和Stellite 6合金喷焊层。借助扫描电镜(SEM)观察三种涂层水蚀凹坑的微观组织形貌，对三种涂层的显微硬度、抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能进行测试分析。结果 三种涂层的平均显微硬度较基体均有显著提升，其中WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度最高，其值为1314.6HV4.9N；以Stellite 6合金涂层为摩擦副，Cr3C2-NiCr75-25涂层的摩擦系数在0.5~0.7之间，失重0.0131g，而WC-10Co-4Cr涂层的摩擦系数为0.5~0.6之间，失重0.0007g，显然WC-10Co-4Cr涂层的抗摩擦性能更好；抗微粒冲蚀性能试验中最大磨痕深度由深到浅依次为：基体材料(94.658μm)、Stellite 6合金层(85.932μm)、Cr3C2-NiCr75-25涂层(81.163μm)、WC-10Co-4Cr涂层(11.864μm)，其对应的磨损率也由大逐渐变小；表面水蚀沟槽最大深度依次为：基体材料(445μm)、Stellite 6合金层(70μm)、Cr3C2-NiCr75-25涂层(80μm)、WC-10Co-4Cr涂层(41μm)，其对应造成的质量损失由30mg/cm2逐渐变为3.3mg/cm2。结论 三种涂层均具有一定的抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能，其中WC-10Co-4Cr涂层的各项性能均最佳，主要是因为该涂层中弥散分布了大量WC硬质相，使其显微硬度最高，加之其它相关性能共同作用的结果。

为了适应节约能源和保护环境的新要求，超临界火电机组技术逐渐成为火力发电机组技术的发展方向。但随着汽轮机的参数越来越高，固体颗粒对汽轮机流通部件的侵蚀破坏也更加突出，同时汽轮机叶片长期处于极为恶劣的环境下工作，由于蒸汽湿度大，极易遭到水蚀。这些不仅降低了汽轮机的效率，还给汽轮机的正常运行带来了极大的安全隐患。为了有效解决这些问题，国内外学者做了大量的研究工作，如用合金片的方法来提高耐水蚀性能，用激光熔覆的方法制备Stellite 6耐水蚀涂层，以及采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备抗水蚀涂层和利用电弧喷涂来制备抗水蚀涂层等，均获得了较好的抗水蚀效果，但也存在一些不足，例如高频钎焊司太立合金片的一次合格率偏低（30%左右），且司太立合金片与叶片基体贴合不均匀，容易造成钎焊层未熔合和空洞等缺陷较多，进而可能形成疲劳裂纹源；激光熔覆技术设备较贵，不易推广；电弧喷涂层的结合力较低、孔隙率较高等。而HVAF（High Velocity Air-fuel Spraying）技术由于粒子速度高（＞600m/s）、焰流温度低（＜1600℃），利用该技术获得的涂层结合强度高、孔隙率低、综合性好等诸多优点而备受关注。同时，等离子喷焊技术具有能量集中、热输入低、稀释率低、喷焊层与基体结合良好以及工艺简单等优点, 在提高材料表面耐磨、耐热和耐蚀等方面应用广泛。针对汽轮机低压末级叶片的常用材料不锈钢采用不同方法制备不同涂层，并对涂层的综合性能进行对比研究的报道较少。为此，本工作分别采用 HVAF技术和等离子喷焊方法在不锈钢表面制备了Cr3C2-NiCr75-25涂层、WC-10Co-4Cr涂层和Stellite 6喷焊合金层，研究了涂层的显微硬度、摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能，以期为提高汽轮机末级叶片的服役寿命和叶片修复提供依据。