يعد استخدام تقنية الرش الحراري لتحضير الطلاءات السيرميتية القائمة على WC/Co-حاليًا نقطة اهتمام بحثية في مجال أسطح المواد وهندستها. من خلال استخدام تقنية الرش الحراري لإنتاج طلاءات سيرميت كربيد التنغستن/الكوبالت، يمكن اختيار مجموعة واسعة من مواد الطلاء والركيزة، ويمكن تغيير سمك الطلاء على نطاق واسع، وتكون كفاءة الترسيب عالية، وتظهر الطلاءات الناتجة مقاومة تآكل ممتازة.
يتم تحديد الخصائص والخصائص الهيكلية للطلاءات المحضرة بواسطة تقنية الرش الحراري إلى حد كبير من خلال شكل مسحوق المادة الخام، وتدفق الطاقة المطبق على المادة الخام، ومعلمات عملية الرش. في الواقع، يرتبط شكل وتوزيع حجم الجسيمات لمادة التغذية المسحوقة ارتباطًا وثيقًا بطريقة التحضير. في السنوات الأخيرة، تم استخدام مساحيق الرش الحراري المعتمدة على المراحيض لإنتاج طبقات طلاء كثيفة ذات صلابة عالية ومقاومة عالية للتآكل من خلال رش الوقود بالأكسجين-عالي السرعة (HVOF)، مما يجعلها أكثر المرشحين الواعدين لتحل محل طبقات الكروم الصلبة المطلية بالكهرباء. على وجه الخصوص، تم بالفعل اعتماد طلاءات WC-كبدائل لطبقات الكروم الصلبة المطلية بالكهرباء.
تقنيات التحضير لمساحيق-الكربون المركبة
هناك طرق مختلفة لتحضير مساحيق WC-Co المركبة. اعتمادًا على عملية التحضير، يمكن للمساحيق القائمة على WC- المستخدمة في رش HVOF أن تظهر أشكالًا تتراوح من الأشكال الكروية إلى الأشكال غير المنتظمة أو الممتلئة. في الوقت الحالي، يتمثل النهج الشائع في التوليف المباشر للمساحيق المركبة، وذلك باستخدام خصائص التميع لوسط الطبقة المميعة للتقليل المستمر وكربنة مركبات التنغستن-الكوبالت الموحدة كيميائيًا داخل الطبقة، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج مساحيق مركبة WC-Co ذات حجم جسيمات دقيق وتوزيع موحد. يمكن تصنيف طرق تحضير المساحيق المعتمدة على WC/Co- إلى طرق الطور الصلب-، وطرق الطور الغازي-، وطرق الطور-السائلة، ومجموعات منها (مثل طرق الطور الصلب-الغازية). تشتمل التقنيات التمثيلية على طريقة البلازما، وكربنة الطور الغازي، والترسيب المشترك، والسبائك الميكانيكية، والتوليف الكيميائي الحراري (التجفيف بالرش). ومع ذلك، فإن جزيئات المسحوق المركبة التي تنتجها هذه الطرق تكون بشكل عام جيدة الحجم، ولها مساحات سطحية كبيرة محددة، وتظهر قابلية سيولة منخفضة جدًا وكثافة صنبور ضعيفة، مما قد يؤدي بسهولة إلى انسداد الفوهة أثناء الرش. علاوة على ذلك، فإنها تفتقر إلى القصور الذاتي الكافي للترسيب الفعال على سطح الركيزة. ولذلك، يجب تجميع هذه المساحيق في مساحيق بحجم ميكرون-يتراوح حجمها من 15 إلى 100 ميكرومتر لاستخدامها كمواد أولية للرش الحراري. عادةً، يتم استخدام طرق المعالجة مثل التكسير -والتكتل-والتلبيد والخلط والكسوة والانصهار-التكسير لتجميع المساحيق لتلبية متطلبات حجم الجسيمات للرش الحراري.
المساحيق المحضرة من قبلتلبيد-طريقة التكسيربشكل عام، تكون غير منتظمة الشكل ولها حواف حادة متعددة، ولها أسطح ناعمة نسبيًا، ودرجة عالية من السبائك، وهياكل مجهرية داخلية كثيفة. يتم توزيع عدد كبير من جزيئات WC داخل مرحلة الرابط، وتظهر جزيئات WC الفردية ترابطًا جيدًا مع الرابط.
الطريقة السحق -الانصهاريتضمن خلط مساحيق مختلفة وصهرها في فرن متخصص، يليه سحق الكتل الملبدة المبردة باستخدام كسارات مختلفة. تتميز المساحيق المنتجة بهذه الطريقة بتشكل كثيف وممتلئ وزاوي. يعد سحقها أكثر صعوبة من المساحيق المحضرة بطريقة التكسير بالتلبيد-.
المساحيق التي تنتجهاطريقة التكتل-التلبيدلديك مورفولوجية منتظمة. تستخدم هذه التقنية التجفيف بالرذاذ لتجميع المساحيق من ملاط معلق ذاتيًا؛ بعد تجفيف الرش وتلبيده إلى جزيئات مكتلة، تكون المساحيق الناتجة شبه كروية، مع أسطح خشنة ومسامية، وتوزيع ضيق لحجم الجسيمات، وقابلية سيولة جيدة. ومع ذلك، يعد تحضير المعلقات للسيراميك مثل WC-Co أمرًا صعبًا نظرًا للكثافة العالية لـ WC-Co والاختلافات في الحموضة/القاعدية بين الجزيئات المكونة.
الطريقة الكسوةعادةً ما يستخدم الاندماج الميكانيكي، حيث يتم خلط المساحيق الخام ذات أحجام الجسيمات المختلفة وتسخينها جيدًا. أثناء هذه العملية، يتم تحويل مادة نقطة-الانصهار-السفلى إلى حالة بلاستيكية (أو حتى صهرها في بعض الحالات)، بينما تظل مادة نقطة-الانصهار-الأعلى غير منصهرة. يؤدي الخلط الميكانيكي بعد ذلك إلى لحام المسحوقين معًا. تتميز المساحيق المركبة التي يتم إنتاجها بهذه الطريقة بهيكل غلاف أساسي-، مع قوة ومتانة جيدة للجسيمات.
الطريقة الخلطتنتج مساحيق WC/Co المكونة من مرحلتين، WC وCo، حيث يتم ربط جزيئات WC معًا بشكل غير محكم بواسطة الكوبالت.
هناك عدد قليل نسبيًا من التقارير حول تحضير مساحيق الرش الحراري المعتمدة على WC/Co-، كما يوجد عدد أقل من التقارير حول تحضير مساحيق WC{1}}CoCr التي تحتوي على عناصر Cr مضافة. فقط عدد قليل من الشركات في جميع أنحاء العالم تنتج مثل هذه المنتجات. يمكن أن تؤدي إضافة كمية مناسبة من الكروم المعدني إلى مرحلة رابط ثاني أكسيد الكربون إلى تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الأكسدة للطلاءات بشكل كبير، مما يؤدي إلى أداء عام فائق يمكن أن يحل محل الكروم الصلب المطلي بالكهرباء السام. ونتيجة لذلك، تتوسع مجالات تطبيقها، وتجذب اهتمامًا صناعيًا متزايدًا. في الوقت الحاضر، يعتمد معظم الإنتاج المحلي في الصين على طرق التلبيد-التكسير والتكتل-التلبيد.