CN101942629B - 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法 - Google Patents

一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101942629B
CN101942629B CN2010102850977A CN201010285097A CN101942629B CN 101942629 B CN101942629 B CN 101942629B CN 2010102850977 A CN2010102850977 A CN 2010102850977A CN 201010285097 A CN201010285097 A CN 201010285097A CN 101942629 B CN101942629 B CN 101942629B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbide
carbon
carbon content
powder
flame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010102850977A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101942629A (zh
Inventor
纪岗昌
王洪涛
宋杰光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiujiang University
Original Assignee
Jiujiang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiujiang University filed Critical Jiujiang University
Priority to CN2010102850977A priority Critical patent/CN101942629B/zh
Publication of CN101942629A publication Critical patent/CN101942629A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101942629B publication Critical patent/CN101942629B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明公开一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳损失的定量表征方法，通过比较不同燃气流量和氧气流量条件下在水中和基体上沉积涂层碳含量，获取粒子飞行过程和碰撞以后阶段的碳含量变化，定量获得因氧化和粒子反弹引起的失碳量。该发明表述的基于实验定量确定碳化物金属陶瓷涂层沉积过程中各阶段失碳量的方法，工艺简单、可快速、灵活、方便地定量检测出热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中不同阶段的失碳量，为热喷碳化物金属陶瓷涂层结构制备工艺和性能优化提供研究方法。

Description

一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法
技术领域
本发明涉及一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳损失的定量表征方法，适合定量表征热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中不同失碳形式的失碳量，为研究金属陶瓷粒子沉积行为提供了方法。 
背景技术
热喷涂焰流大多为高温和氧化气氛，在热喷涂碳化物金属陶瓷涂层过程中过程中存在因氧化和碳化物颗粒碰撞基体瞬间反弹引起的损失。而金属陶瓷涂层的磨损性能与其碳化物含量具有密切关系，基体的硬度与其碳含量密切相关。研究表明，热喷涂碳化物金属陶瓷涂层中碳化物粒子的含量明显低于原始喷涂粉末中碳化物粒子的含量。因此，对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，各种失碳形式的失碳量定量表征，对于优化热喷涂工艺参数，控制沉积涂层过程中的碳损失，制备高耐磨损的金属陶瓷涂层具有重要意义。通常认为，热喷涂制备碳化物基金属陶瓷涂层过程中碳化物粒子的损失即脱碳存在两种途径，一是金属陶瓷粉末碰撞基体前在喷涂火焰内加速加热阶段由于碳化物粒子熔化所导致的失碳，二是金属陶瓷粉末碰撞基体形成涂层阶段由于碳化物粒子反弹所造成的失碳。然而，对于热喷涂制备碳化物基金属陶瓷涂层过程中上述两种失碳形式目前还没有一种定量测定的方法。基于此，本专利旨在发明一种基于实验定量表征热喷碳化物金属陶瓷涂层过程碳含量损失的方法，为定量研究金属陶瓷粒子沉积行为提供了方法，为实现基于涂层性能组织结构的碳化物金属陶瓷涂层喷涂工艺条件优化提供了技术支撑，对于指导碳化物金属陶瓷涂层制备具有实际价值。在热喷碳化物金属陶瓷涂层失碳机制定量评价理论和研究方法上具有创新。 
发明内容
本发明其目的就在于提供一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳损失的定量表征方法，是寻找一种能对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中不同失碳形式进行分离和可靠的定量表征的方法，该方法以不同燃气流量和氧气流量条件下，水中沉 积物的化学成分来反映粒子与基体碰撞前的化学成分，通过与相应气体流量条件下基体上沉积涂层的化学成分比较，获取粒子飞行过程和碰撞以后阶段的成分变化，工艺简单、可快速、灵活、方便地定量检测出热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中不同阶段的失碳量，为热喷碳化物金属陶瓷涂层结构制备工艺和性能优化提供研究方法。 
实现上述目的而采取的技术方案，包括： 
(1)测定原始碳化物金属陶瓷粉末的碳含量CPwt.％； 
(2)在金属、合金或者陶瓷基体上，热喷涂碳化物金属陶瓷粉末制备碳化物基金属陶瓷涂层，并测定涂层的碳含量CSwt.％； 
(3)采用与(2)中沉积涂层完全相同的热喷涂工艺参数向盛有水的容器中热喷涂碳化物金属陶瓷粉末，收集在水中的沉积物，并测定其碳含量CWwt.％； 
(4)通过对比原始粉末中碳含量和水中沉积物碳含量，由公式(1)可定量获得热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，粉末在喷涂火焰内加热加速阶段由于碳化物粒子氧化所造成的失碳量ΔCY： 
ΔCY＝CP-CW    (1)； 
(5)通过对比水中收集粉末碳含量和同等喷涂条件下基体上沉积涂层碳含量，可定量获得热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，由公式(2)粉末与基体碰撞形成涂层阶段由于碳化物颗粒反弹所造成失碳量ΔCR： 
ΔCR＝CW-CS    (2)。 
与现有技术相比本发明的有益效果在于， 
由于采取了以不同燃气流量和氧气流量条件下，水中沉积物的化学成分来反映粒子与基体碰撞前的化学成分，通过与相应气体流量条件下基体上沉积涂层的化学成分比较，获取粒子飞行过程和碰撞以后阶段的成分变化的方法技术，因而工艺简单、可快速、灵活、方便地定量检测出热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中不同阶段的失碳量，为热喷碳化物金属陶瓷涂层结构制备工艺和性能优化提供研究方法。 
具体实施方式
包括： 
(1)测定原始碳化物金属陶瓷粉末的碳含量CPwt.％； 
(2)在金属、合金或者陶瓷基体上，热喷涂碳化物金属陶瓷粉末制备碳化物基金属陶瓷涂层，并测定涂层的碳含量CSwt.％； 
(3)采用与(2)中沉积涂层完全相同的热喷涂工艺参数向盛有水的容器中热喷涂碳化物金属陶瓷粉末，收集在水中的沉积物，并测定其碳含量CWwt.％； 
(4)通过对比原始粉末中碳含量和水中沉积物碳含量，由公式(1)可定量获得热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，粉末在喷涂火焰内加热加速阶段由于碳化物粒子氧化所造成的失碳量ΔCY： 
ΔCY＝CP-CW  (1)； 
(5)通过对比水中收集粉末碳含量和同等喷涂条件下基体上沉积涂层碳含量，可定量获得热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，由公式(2)粉末与基体碰撞形成涂层阶段由于碳化物颗粒反弹所造成失碳量ΔCR： 
ΔCR＝CW-CS    (2)。 
所述的热喷涂方法可以是超音速火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、普通火焰喷涂。 
所述的碳化物金属陶瓷粉末可以是各类碳化物金属陶瓷如WC-Co、Cr3C2-NiCr、TiC-Fe。 
本发明定量表征方法，以不同燃气流量和氧气流量条件下，水中沉积物的化学成分来反映粒子与基体碰撞前的化学成分，通过与相应气体流量条件下基体上沉积涂层的化学成分比较，获取粒子飞行过程和碰撞以后阶段的成分变化。 
下面依照本发明的技术方案作出具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些实例。 
实例1：针对具体的超音速火焰喷涂(HVOF)制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层，选用Cr3C2-NiCr金属陶瓷粉末，氧含量的测定使用了美国Leco公司生产的RO-316型脉冲加热库仑定氧仪。碳含量的确定运用美国Leco公司生产的LS-344型红外吸收法碳硫测定仪。实验结果如下：在原始粉末CP为8.48％，氧气流量为447L/min，燃气流量37L/min，喷涂距离为210mm的条件下，CS为6.61％，CW为8.32％，运用公式(1)求得ΔCY为0.16％，运用公式(2)求得ΔCR为2.71％。 
实例2：针对具体的超音速火焰喷涂(HVOF)制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层，选用Cr3C2-NiCr金属陶瓷粉末，氧含量的测定使用了美国Leco公司生产的RO-316型脉冲加热库仑定氧仪。碳含量的确定运用美国Leco公司生产的LS-344型红外吸收法碳硫测定仪。实验结果如下：在原始粉末CP为8.48％，氧气流量为368L/min，燃气流量37L/min，喷涂距离为210mm的条件下，CS为6.54％，CW为8.36％，运用公式(1)求得ΔCY为0.12％，运用公式(2)求得ΔCR为1.82％。 
实例3：针对具体的超音速火焰喷涂(HVOF)制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层，选用Cr3C2-NiCr金属陶瓷粉末，氧含量的测定使用了美国Leco公司生产的RO-316型脉冲加热库仑定氧仪。碳含量的确定运用美国Leco公司生产的LS-344型红外吸收法碳硫测定仪。实验结果如下：在原始粉末CP为8.48％，氧气流量为447L/min，燃气流量37L/min喷涂距离为161.4mm的条件下，CS为6.13％，CW为8.32％，运用公式(1)求得ΔCY为0.16％，运用公式(2)求得ΔCR为2.19％。 

Claims (2)

1.一种对火焰喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳损失的定量表征方法，其特征在于，包括：
(1)测定原始碳化物金属陶瓷粉末的碳含量CP wt.％；
(2)在金属、合金或者陶瓷基体上，火焰喷涂碳化物金属陶瓷粉末制备碳化物基金属陶瓷涂层，并测定涂层的碳含量CSwt.％；
(3)采用与(2)中沉积涂层完全相同的火焰喷涂工艺参数向盛有水的容器中火焰喷涂碳化物金属陶瓷粉末，收集在水中的沉积物，并测定其碳含量CWwt.％；
(4)通过对比原始粉末中碳含量和水中沉积物碳含量，由公式(1)可定量获得火焰喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，粉末在喷涂火焰内加热加速阶段由于碳化物粒子氧化所造成的失碳量ΔCY：
ΔCY＝CP-CW    (1)；
(5)通过对比水中收集粉末碳含量和同等喷涂条件下基体上沉积涂层碳含量，由公式(2)可定量获得火焰喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层过程中，粉末与基体碰撞形成涂层阶段由于碳化物颗粒反弹所造成失碳量ΔCR：
ΔCR＝CW-CS    (2)；
所述的火焰喷涂是超音速火焰喷涂或普通火焰喷涂。
2.根据权利要求1所述的一种对火焰喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳损失的定量表征方法，其特征在于，所述的碳化物金属陶瓷粉末为WC-Co、Cr3C2-NiCr、TiC-Fe。
CN2010102850977A 2010-09-17 2010-09-17 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法 Expired - Fee Related CN101942629B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102850977A CN101942629B (zh) 2010-09-17 2010-09-17 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102850977A CN101942629B (zh) 2010-09-17 2010-09-17 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101942629A CN101942629A (zh) 2011-01-12
CN101942629B true CN101942629B (zh) 2013-01-02

Family

ID=43434831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102850977A Expired - Fee Related CN101942629B (zh) 2010-09-17 2010-09-17 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101942629B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979998B (zh) * 2010-09-17 2012-07-25 九江学院 一种对热喷涂制备碳化铬金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法
CN104264098B (zh) * 2014-09-15 2016-08-17 广东新劲刚新材料科技股份有限公司 一种爆炸喷涂碳化钨耐磨涂层的制备方法
CN110144539B (zh) * 2019-05-21 2021-07-06 扬州大学 一种湿式缸套外壁抗穴蚀涂层的制备方法
CN110724900B (zh) * 2019-10-17 2020-06-19 北京矿冶科技集团有限公司 热喷涂试验系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101329242A (zh) * 2008-08-05 2008-12-24 株洲硬质合金集团有限公司 碳化铬中游离碳的分析检测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4843263B2 (ja) * 2005-06-14 2011-12-21 富士通コンポーネント株式会社 フレキシブルプリントケーブル用コネクタ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101329242A (zh) * 2008-08-05 2008-12-24 株洲硬质合金集团有限公司 碳化铬中游离碳的分析检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101942629A (zh) 2011-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maiti et al. Effect of adding WC powder to the feedstock of WC–Co–Cr based HVOF coating and its impact on erosion and abrasion resistance
CN101942629B (zh) 一种对热喷涂制备碳化物金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法
Kirbiyik et al. Microstructural, mechanical and thermal properties of Al2O3/CYSZ functionally graded thermal barrier coatings
Zheng et al. Oxidation and hot corrosion behavior of a novel enamel-Al2O3 composite coating on K38G superalloy
Benegra et al. Abrasion and corrosion resistance of new Ni–based coating deposited by HVOF thermal spray process
Li et al. Microstructure and high-temperature oxidation behavior of wire-arc sprayed Fe-based coatings
Mishra et al. Oxidation resistance of low-velocity oxy fuel-sprayed Al2O3-13TiO2 coating on nickel-based superalloys at 800 C
CN108610680A (zh) 抗高温氯腐蚀涂料及其制备方法
Mohammadi et al. Thermal shock properties and microstructure investigation of LVPS and HVOF-CoNiCrAlYSi coatings on the IN738LC superalloy
Marcano et al. Microstructure and adhesion of Cr3C2–NiCr vacuum plasma sprayed coatings
Singh et al. High temperature oxidation behaviour of HVOF thermally sprayed NiCrAlY coating on T-91 boiler tube steel
Zhang et al. Microstructural and porosity variations in the plasma-sprayed Ni-alloy coatings prepared at different spraying powers
Mishra et al. Hot corrosion performance of LVOF sprayed Al 2 O 3–40% TiO 2 coating on Superni 601 and Superco 605 superalloys at 800 and 900 C
Singh et al. Effect of nano yttria-stabilized zirconia on properties of Ni-20Cr composite coatings
Jegadeeswaran et al. Combating Corrosion Degradation of Turbine Materials Using HVOF Sprayed 25%(Cr3C2‐25 (Ni20Cr))+ NiCrAlY Coating
Gomes et al. Characterization of fly ash and a protective coating for brazilian thermal power plant boilers
Chong et al. Properties of Fe-based amorphous alloy coatings with Al2O3-13% TiO2 deposited by plasma spraying
CN110747425B (zh) 一种超耐磨耐腐蚀涂层及其制备方法
Kiasati et al. Investigation of plasma power effect on the Nicraly/8YSZ coating properties
Xie et al. Influence of laser treatment on the corrosion properties of plasma-sprayed Ni-coated WC coatings
CN101979998B (zh) 一种对热喷涂制备碳化铬金属陶瓷涂层中碳化物损失的定量表征方法
Liu et al. Effects of Al2O3 content on the microstructure and performance of Inconel 625-xAl2O3 composite non-skid coatings by plasma enhanced high-velocity arc spraying
Liang et al. The mechanism of high thermal shock resistance of nanostructured ceramic coatings
Boudi et al. ESEM evaluation of Inconel-625 thermal spray coating (HVOF) onto stainless steel and carbon steel post brine exposure after tensile tests
Masset et al. Chemical densification of oxide based coatings for high temperature wear and corrosion resistance

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20160917