NGHIÊN CỨU TẠO LỚP PHỦ GỐM WC-12Co BỀ MẶT TRỤ TRONG LÀM VIỆC TRONG MÔI TRƯỜNG KHẮC NGHIỆT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN PHỦ HVOF

Tóm tắt

Phương pháp mạ crôm cứng (EHC) để tạo lớp phủ bảo vệ thường được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, ô tô và thiết bị dầu khí ngoài khơi… Tuy nhiên, công nghệ mạ tác động xấu đến môi trường do dung dịch mạ crom chứa các hợp chất crom hóa trị sáu (Cr6+), một chất cực kỳ độc hại và gây ung thư. Giải pháp thay thế cho EHC đã được phát triển rộng rãi trong thập kỷ qua bằng công nghệ phun phủ nhiệt sử dụng nhiên liệu oxy tốc độ cao (HVOF). Công nghệ HVOF cho trạng thái hạt phun hoạt động ở động năng cao, nhiệt độ hạt thấp, nâng cao đặc tính chống mài mòn và ăn mòn. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu tạo lớp phủ gốm WC-12Co bằng công nghệ HVOF nhằm nâng cao chất lượng của bề mặt bên trong chi tiết trụ trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Vật liệu nền được sử dụng là ống thép CT38. Các đặc tính lớp phủ được nghiên cứu bao gồm độ xốp, độ cứng tế vi, độ bám dính với nền thép, thành phần pha. Có ba thông số công nghệ phủ đã được khảo sát gồm tốc độ súng phun tương đối, khoảng cách phun và lưu lượng bột. Hệ thống phun HVOF được trình bày trong nghiên cứu cùng với đồ gá phun được thiết kế đặc biệt cho hệ thống phun bề mặt trong với đường kính tối thiểu 400 mm đã được chế tạo và với khả năng phun mẫu ở chiều sâu lên tới 600 mm. Các đặc tính của lớp phủ được thảo luận để tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất của lớp phủ trong các ứng dụng tương lai.

Title

RESEARCH ON CREATING WC-12Co CARBIDE COATING FOR INTERNALSURFACES WORKING IN HARSH ENVIRONMENTS BY USING HIGH VELOCITYOXYGEN-FUEL THERMAL SPRAY (HVOF)

Abstract

Electrolytic hard chrome (EHC) methods are still widely utilized in the aerospace, automotive, and offshore industries. Alternative solutions to EHC have been widely developed in the past decade by High-velocity oxygen-fuel (HVOF) processes, which operate at higher kinetic energy and more particularly at lower temperatures, significantly increasing wear and corrosion resistance properties. The paper presents the research results on the fabrication of WC-12Co carbide coatings by HVOF, which was used to improve the quality of the internal surface of pipes operating in aggressive environments. The pipe material used is CT38 steel pipe, the investigated coating properties include porosity, microhardness, adhesion to steel substrates, and phase composition. There are three coating technology parameters that have been surveyed, including relative spray gun speed, spray distance, and powder flow. A dedicated internal diameter HVOF system is presented here and specially designed fixtures with a minimum inside diameter of 400 mm have been manufactured for this purpose, with a possibility to spray samples at increasing lengths up to 600 mm. Coating properties are discussed for further optimization of coating performance.