在表面工程和机械工程中硬质合金涂层具有耐腐蚀性和耐磨损性的特点,因此硬质合金涂层的应用得到广泛关注。本论文是以吴忠仪表有限公司的球阀作为研究对象,球阀芯体是球阀的重要组件之一,实际应用中球阀芯体受到腐蚀和磨损的双重作用。采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在304不锈钢基体之上制备WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层并与之使用HVT-1000图像处理显微硬度计、XDR(X射线衍射仪)、扫描电镜(SEM)相关检测仪器对WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的表面硬度、内部微观组织进行测试;使用电化学仪器检测并分析WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层在不同温度、不同浓度的H2SO4溶液、不同腐蚀介质(3.5%NaCl溶液、0.1mol/L NaOH溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.1mol/LHNO3溶液)的耐腐蚀性;最后使用摩擦磨损实验仪对WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层耐磨损性进行检测。通过实验检测和分析结果表明:WC-Co类硬质合金涂层硬度值在1100～1400HV0.2之间,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层硬度值为960HV0.2,WC-Co类硬质合金涂层硬度值要明显大于NiCr-Cr3C2硬质合金涂层。XRD实验检测显示WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层有W2C、Cr7C3和Cr23C6等物相生成,两类硬质合金涂层相继发生脱碳反应。SEM实验检测结果表明WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层形成有不同元素构成的硬质相和粘结相且硬质相和粘结相之间相互错落分布。在 0.5mol/LH2SO4 溶液中调节温度分别为 25℃、45℃、60℃,WC-Co 类中 WC-10Co4Cr 腐蚀电位为正电位且腐蚀速率最小,腐蚀速率分别为0.049(g/m2h)、0.158(g/m2h)、0.277(g/m2h);NiCr-Cr3C2硬质合金涂层腐蚀电位为负电位且腐蚀速率最大,腐蚀速率分别为0.277(g/m2h)、1.400(g/m2h)、6.126(g/m2h)。WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀速率随着温度的升高也相应增加。采用浓度为1%、3%、5%、10%的H2SO4溶液,WC-Co类、NiC-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀电位出现正电位、负电位,WC-Co类硬质合金涂层的腐蚀速率随H2SO4溶液浓度的增加而增加,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层腐蚀速率随H2SO4溶液浓度增加表现为先减小后增加的变化趋势。腐蚀介质分别为 3.5%NaCl、0.1mol/L NaOH 溶液、0.1mol/L H2SO4 溶液、0.1mol/L HNO3溶液,WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层的腐蚀电位为负电位,不同的腐蚀介质中两类硬质合金涂层腐蚀速率有所不同,3.5%NaCl溶液中WC-10Co4Cr的腐蚀速率最小为0.014(g/m2h);0.1mol/LNaOH溶液中 WC-12Co 的腐蚀速率最小为0.028(g/m2h);0.1mol/LH2SO4溶液和 0.1mol/L HNO3 溶液中 WC-10Co4Cr 的腐蚀速率最小分别为 0.035(g/m2h)、0.052(g/m2h)。摩擦磨损的实验条件为压力载荷为50N、运动频率为5Hz,摩擦时间为30min。在相同实验条件下下,WC-Co类、NiCr-Cr3C2硬质合金涂层摩擦系数分别为0.543、0.539、0.484、0.477;磨损失重分别为0.0052g、0.00203g、0.00173g、0.0009g,因此WC-Co类硬质合金涂层耐磨损性要大于NiCr-Cr3C2硬质合金涂层。从磨损机理分析可知,WC-Co类硬质合金涂层以磨粒磨损为主,NiCr-Cr3C2硬质合金涂层具有黏着磨损和磨粒磨损两个方面。