防腐陶瓷涂层KN17的耐磨性能

KN17防腐陶瓷涂层是一种耐磨涂层,它由硬质相提供强度和硬度,由金属粘结相提供韧性和塑性,故同时具备了陶瓷和金属材料的优点。

此外,多项研究发现,防腐陶瓷涂层的耐磨性取决于多种因素,例如粉末的形态、碳化物颗粒的尺寸以及在粘结相中的分布状态等。纳米级别WC颗粒粉末制备成的WC系防腐陶瓷涂层磨损性能优异,但是随着碳化物尺寸的减小涂层的脆性会增加从而耐磨性降低。因此将微米级别与纳米级别的WC颗粒粉末混合制成双峰粉末,采用超音速火焰喷涂制备的双峰涂层不仅可以保证涂层的耐磨性,还可以有效减轻脱碳。

随着我国经济、社会的持续快速发展和人口的持续增长,对地下矿产资源的需求和消耗逐年增加,开展深部钻探工程势在必行。以深地资源勘查开采为目的的钻探工程大多具有钻探深度大、孔内地层状况和钻孔复杂多变等特点,因此对深部钻探装备及技术提出了更高的需求。而钻杆、套管、钻铤和扶正器等钻探装备关键零部件在工作时不可避免地要承受岩石碎屑导致的磨损作用,严重影响钻进效率和作业安全。因此需要采用先进的表面工程技术对钻探装备关键零部件进行表面强化,在其表面制备具有优异耐磨性能的涂层,以达到避免磨损失效、延长使用时间、保障钻采作业安全的目的。

本研究针对深部钻探装备关键零部件的磨损失效问题,通过HVOF技术喷涂了双峰结构的KN17涂层,分析了涂层的相组成、微观结构、孔隙率、显微硬度、断裂韧性以及结合强度,开展了不同滑动速度下的滑动摩擦磨损试验,对涂层的耐磨损性能等进行了分析,探讨了HVOF喷涂KN17涂层的滑动磨损行为。