Đặc tính lớp phủ hợp kim kháng mài mòn WC-10Co-4Cr bằng công nghệ phun phủ oxy nhiên liệu tốc độ cao
7 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FMC.2026.45-52Từ khóa:
WC-10Co-4Cr; HVOF.Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát và đánh giá các đặc tính vi cấu trúc, độ cứng vi mô và độ xốp của lớp phủ hợp kim kháng mài mòn WC-10Co-4Cr chế tạo bằng công nghệ phun phủ nhiệt tốc độ cao (HVOF). Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc phân tích sự biến đổi hình thái học của bột cermet thương mại (kích thước 15 – 45µm) trước và sau khi tương tác với dòng khí cháy (oxy/propan) thông qua hiển vi điện tử quét (SEM). Cấu trúc vùng biên giới tiếp xúc giữa lớp phủ và nền thép, cùng mối tương quan giữa độ dày và độ cứng vi mô cũng được tiến hành khảo sát. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng dưới tác động nhiệt-tốc độ phun siêu thanh công nghệ phu phủ HVOF, bột cermet xốp ban đầu đã đặc chắc hóa bề mặt, đồng thời xảy ra hiện tượng phân tách hạt mịn dẫn đến phản ứng khử cacbit hình thành pha W2C (xu hướng tăng mạnh ở tỷ lệ oxy/propan là 300/55. Tại vùng ranh giới tiếp xúc, lớp phủ đã bám chặt vào nền thép bền vững. Lớp phủ đạt độ đặc tốt, với tỷ lệ lỗ xốp duy trì ở mức rất thấp từ 1% đến 2%. Độ cứng vi mô trung bình của toàn mẫu đạt giá trị cao là 628,86 HV, độ bám dính đạt 63,2 Mpa và tốc độ mài mòn trượt đạt 1,65 x 10-5 mm3/N.m ở mẫu có độ cứng cao nhất.
Tài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Thanh Phú, “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ phun phủ HVOF đến chất lượng lớp phủ bề mặt chi tiết làm việc trong điều kiện khắc nghiệt bị mòn”, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội, (2020) (in Vietnamese).
[2]. Nguyễn Thanh Phú và cộng sự, “Tối ưu hóa các thông số quá trình phun HVOF để nâng cao độ bám dính của lớp phủ WC-12Co Optimizing HVOF spray process parameters to improve adhesion of WC-12Co coatings”, Hội nghị khoa học và công nghệ về cơ khí lần thứ V – VCME, (2018) (in Vietnamese).
[3]. Schlachta, Patrick, et al., “Synthesis of Phase-Pure W2C and WC by Separation of Reduction and Carburization and Their Differing Performance as Hydrogenation Catalysts”, The Journal of Physical Chemistry C 129.47, pp. 20907-20921, (2025). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c05153
[4]. Grabowski, Theresa, et al., “Microstructural evaluation of tungsten carbide cobalt (WC-17Co) alloy deposited by high-velocity oxygen fuel, high-velocity air fuel, and cold spraying technologies”, Journal of Thermal Spray Technology 33.2, pp. 719-731, (2024). DOI: https://doi.org/10.1007/s11666-023-01707-x
[5]. Shu, Wenxiang, et al., “Microstructure and wear resistance of HVOF sprayed WC-10Co-4Cr coating on Ti-6Al-4V”, Heat Treatment and Surface Engineering 4.1, pp. 70-75, (2022). DOI: https://doi.org/10.1080/25787616.2022.2148352
[6]. El Rayes, Magdy M., El-Sayed M. Sherif, and Hany S. Abdo, “Comparative study into microstructural and mechanical characterization of HVOF-WC-based coatings”, Crystals 12.7, p. 969, (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/cryst12070969
[7]. Picas, Josep A., et al., “Influence of HVOF spraying parameters on the corrosion resistance of WC–CoCr coatings in strong acidic environment”, Surface and coatings technology 225, pp. 47-57, (2013). DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.03.015
[8]. Rajendran, Pradeep Raj, et al., “Optimisation of HVOF spray process parameters to achieve minimum porosity and maximum hardness in WC-10Ni-5Cr coatings”, Coatings 12.3, p. 339, (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/coatings12030339
[9]. Murariu, Alin Constantin, and Ion Aurel Perianu, “Influence of HVOF deposition thickness on adhesion strength of WC–CrC–Ni coatings”, Advanced Technologies and Materials 44.1, pp. 33-40, (2019). DOI: https://doi.org/10.24867/ATM-2019-1-006
