Wpływ zawartości kobaltu na właściwości powłok WC-Co natryskiwanych naddźwiękowo

• Autorzy: Olbrycht A. , Pawlik S.

Warianty tytułu

EN

Influence of cobalt concentration on the properties of WC-Co coatings sprayed ultrasonically

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok WC-Co natryskiwanych metodą płomieniowa naddźwiękową z proszków o zawartości kobaltu 12 i 17%. Zbadano wpływ wielkości ziarna natryskiwanego proszku WC-Co na właściwości powłok. Opisano oraz przedstawiono wyniki badań: metalograficznych, twardości HV, metodą DSI (Depth Sensing Indentation), zarysowania (scratch test), przyczepności oraz twardości Rockwella HRC. Stwierdzono, że w wyniku natryskiwania cieplnego metodą naddźwiękową proszków WC-Co otrzymano powłoki o zwartej budowie, nieznacznej porowatości oraz dobrej przyczepności do podłoża. Powłoki natryskiwane naddźwiękowo z proszku o wyższej zawartości Co 17% mają wyższą twardość (zmierzoną metodą DSI na powierzchni powłoki), niż powłoki natryskane cieplnie z proszku o zawartości 12% Co. Najwyższą średnią wartość modułu Younga odnotowano w przypadku powłoki natryskanej z proszku WC-17Co (-20+5 µm), powłoka ta ma również najwyższe twardości mierzone metoda DSI: indentacyjną, Martensa oraz Yickersa.

EN

The paper presents the results of the examinations of WC-Co coatings sprayed by high velocity flame method with powder containing different amounts of cobalt. The impact of particle size of the sprayed WC-Co powder on the properties of the coatings was also examined. The paper describes and presents the results of the following te.sts: metallographic tests, hardness measurement HV, testing by DSI method (Depth Sensing Indentation), scratch test, adhesion test and measurement of Rockwell hardness HRC. It was found that by supersonic thermal spraying with WC-Co powders with different content of Co and with various particle sizes, the, coatings of compact structure, slight porosity and a very good adhesion to the substrate were obtained. It was also found that the thermally sprayed coatings with the powder with a higher Co content, ie. 17% have higher hardness, as measured by the DSI method, on the surface of the coating than the coatings sprayed thermally with the powder containing 12% Co. The highest average vahic of Young's modults was observed for the coating sprayed with the WC-Co83/l7 (-20-5 µm) powder, this coating has also the highest hardness measured by DSI method: indentation hardness, Martens hardness and Yickers hardness.

Słowa kluczowe

PL

natryskiwanie naddźwiękowe; powłoka WC-Co; twardość Vickersa; metoda DSI; próba zarysowania; przyczepność

EN

HVOF; WC-Co coating; Vickers hardness; DSI method; scratch test; adhesion

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 3
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Olbrycht A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Pawlik S.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Milewski W.: Nowoczesne kierunki rozwoju tech¬nologii natryskiwania cieplnego. Mat. konf. 44 Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza „Po¬stęp i innowacje w spawalnictwie", Wrocław 2002.
• [2] Radek N., Źórawski W.: Modyfikacja obróbką elektroerozyjną powłok natryskiwanych naddźwię¬kowo. „Logistyka" 2010, nr 2, s. 2165-2171.
• [3] Źórawski W.: Natryskiwanie naddźwiękowe jako alternatywa dla chromowania galwanicznego. Kon-ferencja Międzynarodowa „Nowoczesne powłoki na¬tryskiwane cieplnie odporne na ścieranie i korozję", Warszawa, 20-21.11.2003.
• [4] Burakowski T., Źórawski W.: Mikrostruktura i właści¬wości mechaniczne nanostrukturalnych powłok WC12Co natryskanych naddźwiękowo. „Inżynieria Materiałowa" 2010, nr 4, s. 905-908.
• [5] Źórawski W.: Właściwości nanostrukturalnych powłok WC12Co natryskiwanych HVOLF. „Przegląd Spawalnictwa" 2009, nr 9, s. 33-36.
• [6] Schwetzke R., Kreye H.: Microstructure and Proper-ties of Tungsten Carbide Coatings Sprayed with Various High-Velocity Oxygen Fuel Spray Systems. „Journal of Thermal Spray Technology" 1999, vol. 8(3), p. 433-439.
• [7] Dent A.H., DePalo S., Sampath S.: Examination of the Wear Properties of HVOF Sprayed Nanostructured and Conventional WC-Co Cermets With Differ-ent Binder Phase Contents. „Journal of Thermal Spray Technology" 2002, vol. 11(4), p. 551-558.
• [8] de Yilliers Lovelock H.L., Richter P.W., Benson J.M., [18] Young P.M.: Parameter Study of HP/HVOF Depos-ited WC-Co Coatings. „Journal of Thermal Spray Technology" 1998, vol. 7(13), p. 97-107.
• [9] Sun B., Fukanuma H.: Deposition of WC-Co Coat¬ings by a Novel High Pressure HVOF. „Journal of Thermal Spray Technology" 2013, vol. 22(2-3), p. 263-271.
• [10] Jacobs L., Hyland M.M., De Bonte M.: Study of the Influence of Microstructural Properties on the Sliding-Wear Behavior of HVOF and HVAF Sprayed WC-Cermet Coatings. „Journal of Thermal SprayTechnology" 1999, vol. 8(1), p. 125-132.
• [11] Tillmann W., Baumann l., Hollingsworth P., Laemmerhirt I.A.: Influence of the Spray Angle on the Properties of HVOF Sprayed WC-Co Coatings Using (210 + 2 Im) Fine Powders. „Journal of Thermal Spray Technology", 2013, vol. 22(2-3), p. 272-279.
• [12] Houdkova Ś., Kaśparovś M., Zahalka F.: The Influence of Spraying Angle on Properties of HVOF Sprayed Hardmetal Coatings. „Journal of Thermal Spray Technology" 2010, vol. 19(5), p 893-901.
• [13] Ban Z.G., Shaw L.L.: Characterization of Thermal Sprayed Nanostructured WC-Co CoatingsDerived From Nanocrystalline WC-18wt.%Co Powders. „Journal of Thermal Spray Technology" 2003, vol. 12(1), p. 112-119.
• [14] Jafari M., Enayati M.H., Salehi M., Nahvi S.M., Park C.G.: lmprovement in tribological properties of HVOF sprayed WC-Co coatings using electroless Ni-P coated feedstock powders. „Surface and Coatings Technology" 2013, vol. 235, p. 310-317.
• [15] Yuping Wu, Sheng Hong, Jianfeng Zhang, Zhihua He, Wenmin Guo, Qian Wang, Gaiye Li: Microstructure and cavitation erosion behavior of WC-Co-Cr coating on 1Cr18Ni9Ti stainless steel by HVOF thermal spraying. „International Journal of Refractory Metals and Hard Materials" 2012, vol. 32, p. 21-26.
• [16] Ning Ma, Lei Guo, Zhenxiong Cheng, Huantao Wu, [26] Fuxing Ye, Keke Hang: lmprovement on mechanical properties and wear resistance of HVOF sprayed WC-12Co coatings by optimizing feedstock struc-ture. „Applied Surface Science" 2014, vol. 320, p. 364-371.
• [17] Venter A.M., Oladijo O.P., Luzin V., Cornish L.A., Sachs N.: Performance Characterization of metallic substrates coated by HVOF WC-Co. „Thin Solid Films" 2013, vol. 549, p. 330-339.
• [18] Berger L.M., Lipp K., Spatzier J., Bretschneider J.: Dependence of the rolling contact fatigue of HVOF-sprayed WC-17%Co hardmetal coatings on substrate hardness. „Wear" 2011, vol. 271, issues 9-10, p. 2080-2088.
• [19] Bolelli G., Börner T., Milanti A., Lusvarghi L., Laurila J., Koivuluoto H., Niemi K., Vuoristo P.: Tribological behavior of HVOF- and HVAF-sprayed composite coatings based on Fe-Alloy + WC-12% Co. „Surface and Coatings Technology" 2014, vol. 248, p. 104-112.
• [20] Wielage B., Pokhmurska A., Wank A., Steinhauser S., Reisel G., Wözel M.: Wpływ metody natryskiwania cieplnego na właściwości powłok z węglika wolframu. Konferencja Międzynarodowa „Nowoczesne powłoki natryskiwane cieplnie odporne na ścieranie i korozję", Warszawa, 20-21.11.2003.
• [21] Formanek B., Szymański K.: Naddźwiękowe natryskiwanie cieplne HVOF powłok o wysokiej odporności korozyjnej. „Inżynieria Materiałowa" 2003, nr 6, s. 472-475.
• [22] Formanek B., Szymański K.: Natryskiwane cieplnie płomieniowo kompozytowe powłoki zawierające węgliki chromu, tytanu i wolframu. „Kompozyty" 2006, nr 6, s. 52-56.
• [23] Formanek B., Szymański K., Hernas A.: Trwałość eksploatacyjna natryskiwanych cieplnie powłok do ochrony ścian kotłów fluidalnych CFB. „Problemy Eksploatacji" 2012, nr 2, s. 57-66.
• [24] Pokorska l.: Wpływ szybkości obciążania na twardość wyznaczaną metodą DSI dla aluminium, miedzi i ich stopów. „Inżynieria Powierzchni" 2013, nr 4, s. 66-71.
• [25] Betiuk M., Pokorska l., Marchlewski P.: Zastosowanie techniki badawczej DSI oraz Recatest do oceny struktury i jakości warstw wytwarzanych technologią hybrydową. „Inżynieria Powierzchni" 2012, nr 2, s. 38-47.
• [26] Chronowska-Przywara K., Kot M., Zimowski S.: Techniki badawcze w analizie właściwości mechanicznych i tribologicznych cienkich warstw i powłok. „Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria: Transport" 2014, z.83, s. 39-49.
• [27] Horszczaruk E., Kasperkiewicz J.: Surface micro-structure of high performance concrete submit to abrasive wear. „Tribologia" 2006, nr 5, p. 43-53.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.