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钴基碳化钨因为其高熔点、高硬度,较好的耐磨性能,被广泛的应用于航空、航天和汽车等耐磨零件上。本文分别采用等离子喷涂(APS)和高速火焰喷涂(HVOF)工艺在Q235钢板表面制备WC-12Co涂层,利用正交试验方法对等离子喷涂参数进行了优化,并对两种方法所制备涂层的微观组织与力学性能进行了对比研究。研究表明,当等离子喷涂电流为500A,氢气流量2.4L/min,送粉量50g/min,喷涂距离为100mm时,涂层的组织与性能较好。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线仪(XRD)等手段对两种工艺所制备WC-12Co涂层的显微组织进行研究与分析,并且测试了两种涂层的显微硬度、结合强度、耐磨性能和孔隙率的大小。试验结果表明:1.两种涂层表面XRD图谱中除了WC和Co外,还检测到了大量的W2C和微量的Co3W3C和Co6W6C。对比研究发现,上述碳化物在等离子喷涂制备的WC-12Co涂层中的含量明显高于高速火焰喷涂所制备的WC-12Co涂层;2.微观分析表明,等离子喷涂与高速火焰喷涂涂层均存在较多的孔隙。采用金相显微镜法测试孔隙率,APS涂层的平均孔隙率为5.0%,而HVOF涂层的平均孔隙率为2.4%;3.显微硬度测试表明,等离子喷涂制备的涂层截面和表面的显微硬度分别为827HV和1083HV,高速火焰喷涂涂层截面和表面显微硬度分别为1161HV和1486HV;4.磨损试验结果表明,两种方法所制备涂层在磨损初始阶段失重量都较大,最终趋于平缓,但等离子喷涂层失重量明显高于高速火焰涂层失重量;5.拉伸测试表明,等离子喷涂层结合强度为30.0MPa,高速火焰喷涂层结合强度为55.9MPa,高速火焰喷涂层与基体的结合强度明显高于等离子喷涂涂层的结合强度。综上所述,与APS喷涂工艺对比,无论从微观组织还是力学性能方面,HVOF喷涂WC-12Co都具有独特的优越性。首先,HVOF火焰温度比等离子弧低,有效地抑制了WC-12Co的脱碳和分解;其次,HVOF的射流速度比较高,喷涂粒子速度可达到650m/s,熔融的颗粒在空气介质中停留时间相对较短,也可有效地减少粉末的脱碳和分解,并且由于颗粒的动能大,涂层与基体的结合更加紧密。