防腐陶瓷涂層KN17的耐磨性能

KN17防腐陶瓷涂層是一種耐磨涂層,它由硬質相提供強度和硬度,由金屬粘結相提供韌性和塑性,故同時具備了陶瓷和金屬材料的優點。

此外,多項研究發現,防腐陶瓷涂層的耐磨性取決于多種因素,例如粉末的形態、碳化物顆粒的尺寸以及在粘結相中的分布狀態等。納米級別WC顆粒粉末制備成的WC系防腐陶瓷涂層磨損性能優異,但是隨著碳化物尺寸的減小涂層的脆性會增加從而耐磨性降低。因此將微米級別與納米級別的WC顆粒粉末混合制成雙峰粉末,采用超音速火焰噴涂制備的雙峰涂層不僅可以保證涂層的耐磨性,還可以有效減輕脫碳。

隨著我國經濟、社會的持續快速發展和人口的持續增長,對地下礦產資源的需求和消耗逐年增加,開展深部鉆探工程勢在必行。以深地資源勘查開采為目的的鉆探工程大多具有鉆探深度大、孔內地層狀況和鉆孔復雜多變等特點,因此對深部鉆探裝備及技術提出了更高的需求。而鉆桿、套管、鉆鋌和扶正器等鉆探裝備關鍵零部件在工作時不可避免地要承受巖石碎屑導致的磨損作用,嚴重影響鉆進效率和作業安全。因此需要采用先進的表面工程技術對鉆探裝備關鍵零部件進行表面強化,在其表面制備具有優異耐磨性能的涂層,以達到避免磨損失效、延長使用時間、保障鉆采作業安全的目的。

本研究針對深部鉆探裝備關鍵零部件的磨損失效問題,通過HVOF技術噴涂了雙峰結構的KN17涂層,分析了涂層的相組成、微觀結構、孔隙率、顯微硬度、斷裂韌性以及結合強度,開展了不同滑動速度下的滑動摩擦磨損試驗,對涂層的耐磨損性能等進行了分析,探討了HVOF噴涂KN17涂層的滑動磨損行為。