Utilizarea tehnologiei de pulverizare termică pentru a pregăti acoperiri de cermet pe bază de WC/Co{0}} este în prezent un punct fierbinte de cercetare în domeniul suprafeței materialelor și al ingineriei. Prin folosirea tehnologiei de pulverizare termică pentru a produce acoperiri cu carbură de tungsten/cobalt cermet, pot fi selectate o gamă largă de materiale de acoperire și substrat, grosimea acoperirii poate fi variată într-o gamă largă, eficiența depunerii este ridicată, iar acoperirile rezultate prezintă o rezistență excelentă la uzură.
Proprietățile și caracteristicile structurale ale acoperirilor preparate prin tehnologia de pulverizare termică sunt în mare măsură determinate de morfologia pulberii materiei prime, fluxul de energie aplicat materiei prime și parametrii procesului de pulverizare. De fapt, morfologia și distribuția dimensiunii particulelor materiei prime pulbere sunt strâns legate de metoda de preparare. În ultimii ani, pulberile de pulverizare termică pe bază de WC-au fost folosite pentru a produce acoperiri dense cu duritate ridicată și rezistență ridicată la uzură prin pulverizare cu-oxi-combustibil cu viteză mare (HVOF), făcându-le cei mai promițători candidați pentru a înlocui acoperirile cu crom dur galvanizat. În special, acoperirile WC-Co au fost deja adoptate ca înlocuitori pentru straturile de crom dur galvanizate.
Tehnologii de preparare pentru pulberi compozite WC-Co
Există diferite metode de preparare a pulberilor compozite WC-Co. În funcție de procesul de preparare, pulberile pe bază de WC-utilizate pentru pulverizarea HVOF pot prezenta morfologii variind de la forme sferice la forme neregulate sau blocate. În prezent, o abordare populară este sinteza directă a pulberilor compozite, utilizând caracteristicile de fluidizare ale unui mediu cu pat fluidizat pentru a reduce și carbura continuu compușii de tungsten-cobalt uniformi chimic în pat, obținând în cele din urmă pulberi compozite WC{-Co cu dimensiunea particulelor fine și distribuție uniformă. Metodele de preparare pentru pulberile pe bază de WC/Co-poate fi clasificate în metode în fază-solidă, metode în fază-gazoasă, metode în fază-lichidă și combinații ale acestora (cum ar fi metodele în fază solidă-gazoasă). Tehnicile reprezentative includ metoda cu plasmă, carburarea-gazoasă, co-precipitarea, aliajele mecanice și sinteza termochimică (uscare prin pulverizare). Cu toate acestea, particulele de pulbere compozită produse prin aceste metode au, în general, dimensiuni fine, au suprafețe mari specifice și prezintă o curgere foarte scăzută și o densitate slabă a robinetului, ceea ce poate duce cu ușurință la înfundarea duzei în timpul pulverizării. Mai mult, le lipsește o inerție suficientă pentru o depunere eficientă pe suprafața substratului. Prin urmare, aceste pulberi trebuie să fie aglomerate în pulberi de dimensiuni -micronice, cu dimensiuni cuprinse între 15 și 100 μm, pentru a fi utilizate ca materii prime pentru pulverizare termică. În mod obișnuit, metode de procesare, cum ar fi sinterizarea-zdrobirea, aglomerarea-sinterizarea, amestecarea, placarea și zdrobirea-fuziunea sunt folosite pentru a aglomera pulberile pentru a îndeplini cerințele privind dimensiunea particulelor pentru pulverizarea termică.
Pulberi preparate de cătremetoda de sinterizare{0}}zdrobireau în general o formă neregulată, cu mai multe margini ascuțite, având suprafețe relativ netede, un grad ridicat de aliere și microstructuri interne dense. Un număr mare de particule de WC sunt distribuite în cadrul fazei de liant, iar particulele individuale de WC prezintă o legătură bună cu liantul.
Themetoda de fuziune{0}}zdrobirepresupune amestecarea diferitelor pulberi și topirea lor într-un cuptor specializat, urmată de zdrobirea blocurilor sinterizate răcite cu ajutorul diferitelor concasoare. Pulberile produse prin această metodă se caracterizează printr-o morfologie densă, blocată și unghiulară. Sunt considerabil mai greu de zdrobit decât pulberile preparate prin metoda de sinterizare-zdrobire.
Pulberile produse deaglomerare{0}}metoda de sinterizareau o morfologie regulată. Această tehnică folosește uscare prin pulverizare pentru a aglomera pulberi dintr-o suspensie auto--suspensivă; după uscarea prin pulverizare și sinterizarea în particule aglomerate, pulberile rezultate sunt aproape sferice, cu suprafețe rugoase și poroase, o distribuție îngustă a dimensiunii particulelor și o bună curgere. Cu toate acestea, pregătirea suspensiilor pentru cermeturi precum WC-Co este o provocare din cauza densității mari a WC-Co și a diferențelor de aciditate/bazicitate dintre particulele constitutive.
Themetoda de placareutilizează de obicei fuziunea mecanică, în care pulberile brute de diferite dimensiuni ale particulelor sunt bine amestecate și încălzite. În timpul acestui proces, materialul cu punctul de topire inferior-- este adus într-o stare plastică (sau chiar topit în unele cazuri), în timp ce materialul cu punctul-de topire-mai mare rămâne netopit. Amestecarea mecanică face ca cele două pulberi să se sude împreună. Pulberile compozite produse prin această metodă prezintă o structură de miez-înveliș, cu rezistență și duritate bună a particulelor.
Themetoda de amestecareproduce pulberi WC/Co formate din două faze, WC și Co, în care particulele de WC sunt strânse împreună de cobalt.
Există relativ puține rapoarte despre prepararea pulberilor de pulverizare termică pe bază de WC/Co-și chiar mai puține despre prepararea pulberilor de WC-CoCr care conțin elemente Cr adăugate. Doar o mână de companii din întreaga lume produc astfel de produse. Adăugarea unei cantități adecvate de Cr metalic la faza de liant Co poate îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune și rezistența la oxidare a acoperirilor, rezultând o performanță generală superioară care poate înlocui cromul dur galvanizat toxic. Drept urmare, domeniile lor de aplicare se extind și atrag o atenție din ce în ce mai mare în industrie. În prezent, cea mai mare parte a producției interne din China se bazează pe metodele de sinterizare-zdrobire și aglomerare-sinterizare.