专利名称：等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法
技术领域：
本发明涉及热喷涂涂层质量判定标准制定的技术领域，特别提供了一种等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法。
背景技术：
现有技术中，CoCrff合金涂层为950°C以下使用的高温耐磨涂层，CoCrff合金粉末材料也早已实现了国产化研究及批量生产，在军用和民用发动机等零件上应用广泛。
目前，国内对该涂层的性能质量判定仅有硬度或结合强度等力学性能，对等离子喷涂CoCrW涂层的金相显微组织质量控制要求处于空白。为了提高涂层质量，更好地控制涂层零件的喷涂生产，人们迫切希望尽快开展等离子喷涂CoCrW涂层金相标准制定工作， 完善热喷涂涂层性能标准，提高热喷涂涂层质量控制水平。
人们渴望得到一种等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法。发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果较好的等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其能够完善等离子喷涂CoCrW涂层质量检验标准，提高该涂层的质量控制水平， 保证该涂层使用的可靠性。
本发明一种等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法具体是选定金相试样中的检测视场，进行拍照；对选定并已经拍照的视场进行如下分析并满足下述要求即认为该涂层质量满足合格要求O要求底层与基体、面层与底层界面污染均小于20% ；2)涂层内不允许有裂纹；3)氧化物含量小于10%,不允许有连续条状氧化物,不允许有直径大于60μ m团状氧化物；4)孔隙率小于15%；5)未熔颗粒小于20%，直径小于100μ m。
所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法中，界面污染程度的分析和计算满足下述要求根据污染长度与整个视场的长度比值计算界面污染含量。
定义涂层中粉末颗粒保持原有形状并且其宽高比小于3:2称为未熔颗粒；根据标尺及显微镜测量工具计算未熔颗粒大小，其含量采用面积法进行计算根据在视场中未熔颗粒面积占涂层面积对应计算为含量值(视场中未熔颗粒面积占涂层面积的百分比)。
未熔颗粒剥落或者喷涂工艺参数不当，将会产生孔隙；孔隙率具体采用下述两种方式测量其一，面积法，具体是将视场中孔隙面积占涂层面积的百分比作为孔隙率值；其二，采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到孔隙率值。
喷涂过程中，粉末在飞行过程中容易氧化，氧化物成条状或簇状孔隙率；用下述两 种方法之一测量氧化物含量其一，面积法，具体是计算视场中孔隙面积占涂层面积的百分 比，该值即为氧化物含量值；其二，采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到氧化物含 量值。
制作金相试样的过程满足下述要求首先采用水冷切割机及SiC或Al2O3砂轮进行切 割，要求砂轮满足下述要求厚度为1.直径25mm-40mm ;切割后进行研磨和抛光处理，研磨和抛光压力要求为20-23N。为了避免金相检测样品在制样过程中可能产生的多种 假象而影响金相判定，应确定合理的等离子喷涂CoCrW合金涂层金相制样参数。根据等离 子喷涂CoCrW涂层的硬度及韧性,对于等离子喷涂CoCrW耐磨涂层,确定了金相样品的制作 要求。
所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法对应的等离子喷涂CoCrW涂层质 量要求是涂层结合强度大于20. 7MPa，硬度HR15N大于69。本发明在根据上述对应质量 要求的基础上，确定了等离子喷涂CoCrW涂层的金相制样方法及显微组织各相含量评定标 准。
针对等离子喷涂CoCrW高温耐磨涂层进行涂层金相组织分析，在涂层在满足力学性能 指标的要求下，检测涂层金相指标的范围，包括涂层界面污染、裂纹、氧化物、孔隙、未熔颗 粒等各项指标的含量范围。通过参考国外相似成分涂层质量检验标准模式，制定该涂层的 金相检验标准。
通过涂层金相标准的制定，可以确保涂层质量稳定性和一致性，提高涂层质量控 制水平及涂层应用的可靠性，同时降低零件涂层的返修率。等离子喷涂CoCrW高温耐磨涂 层金相标准可以在军工及民用行业获得广泛应用，将会产生巨大的社会效益和显著的经济 效益。
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明图1为等离子喷涂CoCrW涂层典型显微组织结构之一(200X);图2为等离子喷涂CoCrW涂层典型显微组织结构之二(200 X )；图3为等离子喷涂CoCrW涂层典型显微组织结构之三(200 X )。
具体实施方式
实施例1一种等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法,等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相 评定方法具体是选定金相试样中的检测视场，进行拍照；对选定并已经拍照的视场进行如下分析并 满足下述要求即认为该涂层质量满足合格要求O要求底层与基体、面层与底层界面污染均小于20% ；2)涂层内不允许有裂纹；3)氧化物含量小于10%,不允许有连续条状氧化物,不允许有直径大于60μ m团状氧化物；4)孔隙率小于15%；5)未熔颗粒小于20%，直径小于100μ m。
所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法中，界面污染程度的分析和计算满足下述要求根据污染长度与整个视场的长度比值计算界面污染含量。如图1所示，计算得出界面污染为7. 6% ；定义涂层中粉末颗粒保持原有形状并且其宽高比小于3:2称为未熔颗粒；如图2所示，根据标尺及显微镜测量工具计算未熔颗粒大小，其含量采用面积法进行计算根据在视场中未熔颗粒面积占涂层面积对应计算为含量值(视场中未熔颗粒面积占涂层面积的百分比)，图2中未熔颗粒大小为32 μ m,含量为5%。
未熔颗粒剥落或者喷·涂工艺参数不当，将会产生孔隙，如图2所示；孔隙率具体采用面积法测量，具体是将视场中孔隙面积占涂层面积的百分比作为孔隙率值。图2中孔隙大小为42 μ m，含量为12%。
喷涂过程中，粉末在飞行过程中容易氧化，氧化物成条状或簇状孔隙率，如图3 所示，用下述面积法测量氧化物含量，具体是计算视场中孔隙面积占涂层面积的百分比， 该值即为氧化物含量值。图3中簇状氧化物大小为45 μ m，弥散的条状氧化物及簇状氧化物含量共计7%。
制作金相试样的过程满足下述要求首先采用水冷切割机及SiC或Al2O3砂轮进行切割，要求砂轮满足下述要求厚度为1. 8mm，直径35mm ;切割后进行研磨和抛光处理，研磨和抛光压力要求为21N。为了避免金相检测样品在制样过程中可能产生的多种假象而影响金相判定，应确定合理的等离子喷涂CoCrW合金涂层金相制样参数。根据等离子喷涂CoCrW 涂层的硬度及韧性，对于等离子喷涂CoCrW耐磨涂层，确定了金相样品的制作要求。
所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法对应的等离子喷涂CoCrW涂层质量要求是涂层结合强度大于20. 7MPa，硬度HR15N大于69。根据上述对应质量要求的基础上，确定了等离子喷涂CoCrW涂层的金相制样方法及显微组织各相含量评定标准。
针对等离子喷涂CoCrW高温耐磨涂层进行涂层金相组织分析，在涂层在满足力学性能指标的要求下，检测涂层金相指标的范围，包括涂层界面污染、裂纹、氧化物、孔隙、未熔颗粒等各项指标的含量范围。通过参考国外相似成分涂层质量检验标准模式，制定该涂层的金相检验标准。
通过涂层金相标准的制定，可以确保涂层质量稳定性和一致性，提高涂层质量控制水平及涂层应用的可靠性，同时降低零件涂层的返修率。等离子喷涂CoCrW高温耐磨涂层金相标准可以在军工及民用行业获得广泛应用，将会产生巨大的社会效益和显著的经济效益。
实施例2本实施例和实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于I)孔隙率具体采用下述方式测量采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到孔隙率值。图2中孔隙大小为42 μ m,含量为12%。
2)用下述方法测量氧化物含量采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到氧化物含量值。图3中簇状氧化物大小为45 μ m，弥散的条状氧化物及簇状氧化物含量共计7%。
3)金相试片厚度为O. 2_。
4)制作金相试样的过程满足下述要求首先采用水冷切割机及SiC或Al2O3砂轮进行切割，要求砂轮满足下述要求厚度为1. 5mm，直径25mm ;切割后进行研磨和抛光处理， 研磨和抛光压力要求为20N。
实施例3本实施例和实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于I)金相试片厚度为O. 3mm。
2)制作金相试样的过程满足下述要求首先采用水冷切割机及SiC或Al2O3砂轮进行切割，要求砂轮满足下述要求厚度为2mm，直径40mm ;切割后进行研磨和抛光处理，研磨和抛光压力要求为23N。为了避免金相检测样品在制样过程中可能产生的多种假象而影响金相判定，应确定合理的等离子喷涂CoCrW合金涂层金相制样参数。根据等离子喷涂CoCrW 涂层的硬度及韧性，对于等离子喷涂CoCrW耐磨涂层，确定了金相样品的制作要求。
权利要求
1.等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法,其特征在于等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法具体是 选定金相试样中的检测视场，进行拍照；对选定并已经拍照的视场进行分析并满足下述要求即认为该涂层质量满足合格要求 1)要求底层与基体、面层与底层界面污染均小于20%； 2)涂层内不允许有裂纹； 3)氧化物含量小于10%,不允许有连续条状氧化物,不允许有直径大于60ii m团状氧化物； 4)孔隙率小于15%； 5)未熔颗粒小于20%，直径小于100u m。
2.按照权利要求1所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法中，界面污染程度的分析和计算满足下述要求 根据污染长度与整个视场的长度比值计算界面污染含量。
3.按照权利要求1所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于根据标尺及显微镜測量工具计算未熔颗粒大小，其含量采用面积法进行计算根据在视场中未熔颗粒面积占涂层面积对应计算为含量值。
4.按照权利要求1所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于孔隙率具体采用下述两种方式測量其一，面积法，具体是将视场中孔隙面积占涂层面积的百分比作为孔隙率值；其ニ，采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到孔隙率值。
5.按照权利要求1所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于用下述两种方法之一测量氧化物含量其一，面积法，具体是计算视场中孔隙面积占涂层面积的百分比，该值即为氧化物含量值；其ニ，采用带有相分析功能的显微镜进行相分析得到氧化物含量值。
6.按照权利要求1-5其中之一所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于制作金相试样的过程满足下述要求首先采用水冷切割机及SiC或Al2O3砂轮进行切割，要求砂轮满足下述要求厚度为1. 5mm-2mm，直径25mm-40mm ;切割后进行研磨和抛光处理,研磨和抛光压カ要求为20-23N。
7.按照权利要求6所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，其特征在于所述等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法对应的等离子喷涂CoCrW涂层质量要求是涂层结合強度大于20. 7MPa，硬度HR15N大于69。
全文摘要
等离子喷涂CoCrW涂层质量的金相评定方法，具体是选定金相试样中的检测视场，进行拍照；对选定并已经拍照的视场进行分析并满足下述要求即认为该涂层质量满足合格要求1)要求底层与基体、面层与底层界面污染均小于20%；2)涂层内不允许有裂纹；3)氧化物含量小于10%，不允许有连续条状氧化物，不允许有直径大于60μm团状氧化物；4)孔隙率小于15%；5)未熔颗粒小于20%，直径小于100μm。本发明在根据上述对应质量要求的基础上，确定了等离子喷涂CoCrW涂层的金相制样方法及显微组织各相含量评定标准。
文档编号G01N21/84GK103048324SQ20111030910
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者张佳平, 王璐, 邹卓, 杨江龙, 李爽 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司