瓦楞辊热喷涂粉末WC—12Co的研究

瓦楞辊热喷涂粉末WC—12Co的研究

摘要：针对WC颗粒尺寸和粉末粒度范围不同的三种WC-12Co热喷涂粉末，通过调节喷涂距离和氧气流量参数，检测了其沉积率的变化，并比较了涂层的显微硬度和耐磨性；结果显示粒度范围5～30μm、WC颗粒为1μm的粉末具有较好的沉积率和耐干摩擦性能。

关键词：沉积率；HVOF；瓦楞辊

瓦楞辊是单面瓦楞机的核心零件，在运行过程中，由于瓦楞纸张中夹带SiO2颗粒，其磨损主要是磨粒磨损[1]。HVOF热喷涂的WC-Co粉末涂层具有涂层致密，耐磨性好，涂层与基体结合性好等优点，已经逐渐代替瓦楞辊原来的硬铬镀层；瓦楞辊表面主要是喷涂WC-12Co粉末 [2，3]；但是，成分相同WC-12Co热喷涂粉末，由于制备工艺不同，粉末性能有较大的差异；这些差异包括粉末的粒径分布、WC颗粒大小以及颗粒形貌等；这些差异最终影响涂层性能，包括涂层沉积率。

热喷涂在各种零件的表面强化技术中属于非常常用的一种，该技术利用高速气流使熔融态喷涂材料雾化，并喷射于零件表面，如此加工出来的特殊工作表面就是涂层。其具体的技术机理是一系列的过程，从本质上来看，涂层材料在高温环境下会以熔化、半熔化的状态存在，这些材料受到高速气流的冲击，会变得细微而分散，零件的表面由于属于经过制备的一种基体，所以可以令些微小的材料迅速沉积，形成一层致密的沉积层，这个沉积层就是所谓的涂层。

通常情况下，涂层材料的外形特征并无硬性规定，棒状、丝状、带状、粉状均可，但通常粉状材料加工的热喷涂涂层在致密度方面拥有更好的性能，所以本文所述的瓦楞辊在热喷涂时选用的是粉状涂层材料。

高速瓦楞辊辊体直径可以达到φ500mm，筒体长度达到2800mm，喷涂一对瓦楞辊用粉量可达15Kg，粉末成本较高，故粉末的沉积率对瓦楞辊热喷涂成本具有重要意义。

本文采用三种常见商用粉末，在一定的范围内变更喷涂距离和氧气流量，测试粉末的沉积率变化以及相应涂层的硬度和耐磨性，为选择合适的粉末提供依据。

1.材料选择和涂层制备

选择市场上三种不同WC-12Co粉末，均为团聚烧结工艺；粉末的性能如表1：

表1 三种WC-12Co粉末性能