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超音速火焰喷涂WC基金属陶瓷涂层的磨粒磨损行为

本文通过不同条件超音速火焰喷涂纳米、微米及多尺度WC-Co及WC-Cr₃C₂-Co 涂层沉积与力学性能实验，研究了粒子沉积行为及涂层显微组织与相结构随喷涂工艺条件的演化规律，探讨了对沉积涂层结构对涂层显微硬度、弹性模量、断裂韧性、结合强度及磨损率的影响，揭示了涂层力学性能之间的关系及涂层磨损失效行为。研究发现，WC基金属陶瓷涂层的组织结构和性能受粒子成分及喷涂工艺条件的影响，添加Cr₃C₂ 可有效降低粒子沉积过程WC的失碳和三元碳化物及非晶相的形成，抑制涂层形成过程WC晶粒粗化，提高涂层的磨粒磨损性能。结合喷涂工艺条件优化，可实现各相界面、扁平粒子界面及涂层基体界面结合良好、低WC脱碳相的涂层结构。涂层的磨粒磨损失效形式由扁平粒子剥落为主演化为以粘结相优先犁削和碳化物颗粒剥落为主。