مشخصه یابی لایه سل ژل ایجاد شده روی پوشش هایWC-12Co تولیدی به روش HVOF و بررسی رفتار سایشی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 شرکت فولاد مبارکه اصفهان، اصفهان

چکیده

کاربید تنگستن یکی از قدیمی­ترین محصولات متالورژی پودر است که به ماده سخت و مقاوم به سایش شناخته شده است. ترکیب این کاربید با فلزات نرمی مانند کبالت که به عنوان بایندر عمل کرده، باعث بهبود تافنس می­شود به گونه­ای که از شکست ترد جلوگیری می­شود. در این تحقیق، پودر­های WC-12Co روی زیرلایه فولادی به روش سوخت اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) رسوب داده شدند. این پوشش­ها به دلیل ساختار لایه­ای و تخلخل در محیط­های سایشی عملکرد ضعیفی دارند. بنابراین، هدف از انجام این پژوهش، اعمال لایه روی پوشش­های تنگستن کاربید- کبالت با روش سل ژل است. ساختار پوشش­ها توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شده و ضخامت پوشش­ها توسط نرم­افزار آنالیز تصویری و با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین شدند. جهت مطالعه مقاومت به سایش پوشش­ها در دمای محیط آزمون پین روی دیسک بکار گرفته شد. پوشش آلومینا با ضخامت حدود 14 میکرومتر بر روی پوشش اولیه توسط روش سل ژل ایجاد شد. ضریب اصطکاک پوشش ها از 6/. قبل از آب بندی به 3/. پس از آ­ب­بندی کاهش یافت. نتایج نشان داد که مقاومت به سایش پوشش­ها بعد از فرآیند آب بندی از نرخ سایش 3-10× 5/5 به 3-10× 4/3 کاهش یافته است که می­تواند ناشی از مسدود شدن تخلخل­ها و ایجاد لایه اکسیدی باشد.

کلیدواژه‌ها


1. S. Armada, M. Pilz, R. Liltvedt, H. Bratland, Espallargas N., Sealing HVOF thermally sprayed WC-CoCr coatings by sol-gel methods, Journal of Thermal Spray Technology, 20(4)(2011) 918-926.
      2. R. Westergård, S. Hogmark, P. Vuoristo,      Tribological properties of sprayed aluminacoatings sealed by electro-deposition of Cu, Wear, 256(2004)1163-1175.
3. R. Schwetzke, H. Kreye, Microstructure and properties of tungsten carbide coatings sprayed with various highvelocity oxygen fuel spray systems, Journal of ThermalSpray Technology, (1999).
    4. C.M. Cotell, F.A. Smidt, Thermal Spray Coatings, ASM Handbook, Surface Engineering, 5(2002).
5. R. Westergard, S. Hogmark, Enhancement of the tribological properties of plasma sprayed alumina, Ph.D. Thesis, Acta Universitatis Upsaliensis Uppsala, (2002).
6. M. Norouzi, S. Jalali Azizpour1, and H. Mohammadi Majd. Mechanical Properties of WC-12Co HVOF Coatings, Journal of American Science 7.9 (2011).
7. Vahtrus, Mikk, et al. Mechanical and structural characterizations of gamma-and alpha-alumina nanofibers, Materials Characterization 107(2015)119-124.
8. P. Chivavibul, M. Watanabe, S. Kuroda K. Shinida, Effect of carbide size and Co content on the microstructure and mechanical properties of HVOF- sprayed WC-Co coatings, Surf.coat.technol, 202(2006)1180-1190.
9. D.A Stewart, P.H. Shipway, D.G. McCartney, Abrasive wear behaviour of conventional and nanocomposite HVOF- sprayed WC-Co coatings, Wear,789(1999) 225-229.
10. J. Yuan, Y. Zhu, X. Zheng, H. Ji, T. Yang, Fabrication and evaluation of atmospHeric plasma spraying WC-Co-Cu-MoS2 composite coatings, J. Alloys Comp,509(2011)2576-2581, 2011.
11. Y.C. Zhu, K. Yukimura, C.X. Ding, P.Y. Zhang, Tribological properties of nanostructured and conventional WC-Co coatings deposited by plasma spraying, Thin Solid Films, 388(2011)277-282.