超音速火焰噴塗製備碳化鎢耐磨塗層

航空發動機壓氣機的前、後機匣分別採用鐵基和鎳基合金製作，在使用過程中，前後機匣的對接處處于振動狀態，並容易發生衝擊磨損，在磨損一段時間後發生損壞，使前後機匣的壽命縮短，所以需要製備一種高耐磨性能的塗層，以解決航空設備的磨損，延長航空設備的使用壽命。

針對上述技術問題，業界主要採用碳化鎢塗層材料，碳化鎢是一種眾所周知的塗層材料，它能大幅提升鐵基或鎳基複合材料的耐沖蝕磨損性能及磨損性能，目前製備鎢塗層的常用方法主要有化學氣相沉積、超音速火焰噴塗及等離子噴塗等。

針對航空發動機，有學者採用超音速火焰噴塗方法製備高密度碳化鎢耐磨塗層，其具體按以下步驟進行：

1、將碳化鎢塗層粉末平鋪烘乾，平鋪厚度10～30mm，烘乾溫度為90～110℃，烘乾時間至少2h。

2、將鐵基或鎳基鍛造合金表面用有機溶劑清洗乾淨，然後採用吹砂方法去除氧化皮等雜質。所述的有機溶劑為乙醇或丙酮。

3、將鐵基或鎳基鍛造合金固定，採用超音速火焰噴塗設備，將上述碳化鎢塗層粉末噴塗到鐵基或鎳基鍛造合金表面，噴塗的工藝參數為：噴塗距離360～390mm，送粉速率65～80g/min，送粉氣體壓力3.5～4.0bar，獲得耐磨塗層。

4、清理鐵基或鎳基鍛造合金表面。

上述的碳化鎢塗層粉末成分按重量百分比為Co 15～19％，C 4.5～6％，Fe 0～2.5％，餘量 為W。

獲得的耐磨塗層厚度為0.20～0.35mm，塗層的組織特徵為，碳化物在鈷基體內均勻分佈， 介面污染小於10％，塗層中氧化物含量≤1％，孔隙率≤0.5％，未熔顆粒占40～65％；塗層的 拉伸強度至少為69MPa，R15N宏觀硬度至少85，HV0.3顯微硬度為950～1300；與等離子噴 塗方式獲得的塗層相比，耐磨性能有極大提高。

採用超音速火焰噴塗高密度碳化鎢耐磨塗層的製備方法工藝可靠，適合批量生產，不僅能用於航空發動機壓氣機前、後機匣對接磨損處耐磨塗層的塗覆，而且可以應用於各種類型的地面燃氣機輪以及能源、電力、印刷等行業的易磨損部件的塗層塗覆，可以有效延長部件的使用壽命， 具有廣泛的應用前景。上述方法塗覆的塗層經過測試，塗層的拉伸強度至少為69MPa，R15N宏觀硬度至少85，HV0.3顯微硬度為950～1300；與等離子噴塗方式獲得的塗層相比，耐磨性能有極大提高。發動機壓氣機的前、後機匣壽命從原來的200h提高到1000h。

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