Bent u bekend met WC-10Co4Cr?

I. Materiaalsamenstelling en structuur
WC-10Co4Cr (86% WC, 10% Co, 4% Cr) is een wolframcarbide-legeringspoeder dat wordt geproduceerd door agglomeratie en sintering. De kernstructuur bestaat uit wolframcarbide-deeltjes die zijn omhuld met kobalt (Co) en chroom (Cr) metaallagen, waardoor een "kern-mantel" composietdeeltjesstructuur ontstaat. Dit ontwerp behoudt de hoge hardheid van wolframcarbide en verbetert tegelijkertijd de algehele prestaties van de coating door de bindende eigenschappen van kobalt en de corrosiebestendigheid van chroom.

II. Kernprestatiekenmerken
1. Hoge hardheid en slijtvastheid
- De gespoten coating kan een hardheid van HV> 1100 bereiken, aanzienlijk hoger dan die van gewoon staal, waardoor deze effectief bestand is tegen schurende slijtage, erosieve slijtage en wrijvingsslijtage.
- Tests hebben aangetoond dat de slijtvastheid meer dan 1,3 keer zo hoog is als die van traditionele legeringscoatings, en dat deze met name uitblinkt in zanderig water of stoffige omgevingen.

2. Geoptimaliseerde corrosiebestendigheid
- De toevoeging van chroom (Cr) verbetert de corrosiebestendigheid aanzienlijk: in een zoutnevelomgeving met 3,5% NaCl vertoont de laagporositeitscoating een superieure corrosiebestendigheid ten opzichte van het hoogporositeitsmonster; de bescherming is echter beperkt in sterk zure omgevingen (zoals HCl).

3. Weerstand tegen oxidatie bij hoge temperaturen
- De kobaltcoating vormt bij hoge temperaturen een dichte oxidefilm, waardoor de ontbinding van wolframcarbide wordt verminderd en het materiaal geschikt wordt voor gebruik bij temperaturen onder de 800 °C (bijvoorbeeld motoronderdelen).

III. Industriële toepassingen
1. Zware, slijtvaste onderdelen

Olieboringen: Boorkragen, centreerders en modderpompvoeringen die bestand zijn tegen erosie door zand en grind.

Mechanische productie: rollagers, hydraulische zuigerstangen en matrijsuitwerpers, waardoor de levensduur met 3 tot 5 keer wordt verlengd.

2. Coöperatieve omgevingen voor corrosie en slijtage

Maritiem en energie: Pompwaaiers en turbinebladen voor zeewater, die zowel bestand zijn tegen corrosie door zeewater als tegen slijtage door zand.

Chemische apparatuur: Afdichtingsoppervlakken van kleppen en componenten voor de doorstroomkanalen van pompen, geschikt voor zwak zure media.

3. Hoogprecisie oppervlaktebehandeling
Lucht- en ruimtevaart: Compressorbladverbindingen en landingsgestelpennen, ter verbetering van de weerstand tegen wrijvingsslijtage.

IV. Kernpunten van het Supersonic Velocity of Air (HVOF)-proces

1. Compatibiliteit van het poeder

- Gebruik poeders die specifiek ontworpen zijn voor HVOF (deeltjesgrootte doorgaans 15–45 μm), in plaats van plasmaspraypoeders.

- Hygroscopische poeders moeten eerst gedroogd worden (120 °C gedurende 1 uur) om porositeit tijdens het spuiten te voorkomen.

2. Procesvoordelen
- De supersonische vlamssnelheid (>1500 m/s) en de lage temperatuur (ongeveer 2800 °C) verminderen de ontkoling en ontbinding van WC aanzienlijk (ontbindingspercentage - De porositeit van de coating kan worden beperkt tot minder dan 1,5%, waardoor de hechtsterkte met meer dan 20% toeneemt.

3. Parametervoorbeeld
- Typische parameters: zuurstofdebiet 56 m³/u, kerosine 28 l/min, spuitafstand 380 mm, uniforme micro-nanogestructureerde coating verkregen.

V. Samenvatting
WC-10Co4Cr maakt, dankzij de synergetische combinatie van wolfraamcarbide en een kobalt-chroommetaalfase, gebruik van HVOF-technologie om een ​​ideaal coatingmateriaal te creëren dat bestand is tegen slijtage, corrosie en oxidatie. De prestatievoordelen komen met name tot uiting in zware bedrijfsomstandigheden (zoals bij energieboringen, offshore-apparatuur en de lucht- en ruimtevaart). Toekomstig onderzoek richt zich op het gebruik van nanodeeltjes (bijvoorbeeld door toevoeging van boorcarbide van 0,8–2 μm) om de coatingdichtheid en -taaiheid te verbeteren.