השימוש בטכנולוגיית ריסוס תרמי להכנת ציפויי צרמט מבוססי WC/Co- הוא כיום מוקד מחקר בתחום השטח וההנדסה של חומרים. על ידי שימוש בטכנולוגיית ריסוס תרמי לייצור ציפויי טונגסטן קרביד/קובלט צרמט, ניתן לבחור מגוון רחב של חומרי ציפוי וחומרי מצע, ניתן לגוון את עובי הציפוי על פני טווח רחב, יעילות השקיעה גבוהה, והציפויים המתקבלים מציגים עמידות בפני שחיקה מצוינת.
המאפיינים והמאפיינים המבניים של ציפויים שהוכנו על ידי טכנולוגיית ריסוס תרמי נקבעים במידה רבה על ידי המורפולוגיה של אבקת חומר ההזנה, שטף האנרגיה המופעל על חומר ההזנה ופרמטרי תהליך הריסוס. למעשה, המורפולוגיה והתפלגות גודל החלקיקים של חומר הזנה של האבקה קשורות קשר הדוק לשיטת ההכנה. בשנים האחרונות, נעשה שימוש באבקות תרסיס תרמי מבוססות WC- לייצור ציפויים צפופים בעלי קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה גבוהה באמצעות ריסוס דלק חמצן-במהירות גבוהה (HVOF), מה שהופך אותם למועמדים המבטיחים ביותר להחליף ציפויי כרום קשיחים מצופים אלקטרו. בפרט, ציפוי WC-Co כבר אומצו כתחליפים לשכבות כרום קשיחות מצופה אלקטרוניקה.
טכנולוגיות הכנה עבור WC-Co Composite Powders
ישנן שיטות שונות להכנת אבקות מרוכבות של WC-Co. בהתאם לתהליך ההכנה, אבקות מבוססות WC- המשמשות לריסוס HVOF יכולות להראות מורפולוגיות הנעות בין צורות כדוריות לצורות לא סדירות או גושיות. נכון לעכשיו, גישה פופולרית היא סינתזה ישירה של אבקות מרוכבות, תוך ניצול מאפייני הנזילות של מדיום מצע נוזלי כדי לצמצם ולקרבור באופן מתמשך תרכובות טונגסטן-קובלט אחידות מבחינה כימית בתוך המיטה, ובסופו של דבר מניבות אבקות מרוכבות WC-Co עם גודל חלקיקים עדין ופיזור אחיד. ניתן לסווג את שיטות ההכנה לאבקות מבוססות WC/Co-לשיטות-פאזה מוצק, שיטות-פאזות גז, שיטות{10}}שלב נוזלי ושילובים שלהן (כגון שיטות גז-שלב מוצק). טכניקות מייצגות כוללות את שיטת הפלזמה, קרבוריזציה של-שלבי גז,-משקעים משותפים, סגסוגת מכנית וסינתזה תרמוכימית (ייבוש בהתזה). עם זאת, חלקיקי האבקה המרוכבים המיוצרים בשיטות אלו הם בדרך כלל עדינים בגודלם, בעלי שטחי פנים ספציפיים גדולים, ומציגים יכולת זרימה נמוכה מאוד וצפיפות ברז ירודה, מה שעלול בקלות להוביל לסתימת פיות במהלך הריסוס. יתר על כן, אין להם אינרציה מספקת להצבה יעילה על פני המצע. לכן, יש לאגור אבקות אלו לאבקות בגודל מיקרון- בטווח שבין 15 ל-100 מיקרון לשימוש כחומרי הזנה לריסוס תרמי. בדרך כלל, שיטות עיבוד כגון סינטר-ריסוק, צבירה-הלבנה, ערבוב, חיפוי וריסוק-היתוך משמשות כדי לצבור את האבקות כדי לעמוד בדרישות גודל החלקיקים לריסוס תרמי.
אבקות שהוכנו על ידי השיטת-ריסוק סינטרהם בדרך כלל לא סדיר בצורתם עם קצוות חדים מרובים, בעלי משטחים חלקים יחסית, רמה גבוהה של סגסוגת ומבנים פנימיים צפופים. מספר רב של חלקיקי WC מופצים בתוך שלב המקשר, וחלקיקי ה-WC הבודדים מציגים קשר טוב עם הקלסר.
השיטת ריסוק-היתוךכרוך בערבוב אבקות שונות והמסתן בכבשן מיוחד, ולאחר מכן ריסוק הבלוקים המצוננים המקוררים באמצעות מגרסות שונות. האבקות המיוצרות בשיטה זו מאופיינות במורפולוגיה צפופה, גושית וזוויתית. הם הרבה יותר קשים לריסוק מאבקות שהוכנו בשיטת ריסוק סינטר-.
אבקות המיוצרות על ידי השיטת צבירת-הסינטוריש מורפולוגיה קבועה. טכניקה זו משתמשת בייבוש בהתזה כדי לצבור אבקות מתמיסה עצמית-. לאחר ייבוש ריסוס וסינטר לחלקיקים מצטברים, האבקות המתקבלות הן כמעט כדוריות, עם משטחים מחוספסים ונקבוביים, חלוקת גודל חלקיקים צרה ויכולת זרימה טובה. עם זאת, הכנת תרחיפים עבור cermets כגון WC-Co היא מאתגרת בשל הצפיפות הגבוהה של WC-Co וההבדלים בחומציות/בסיסיות בין החלקיקים המרכיבים.
השיטת חיפויבדרך כלל משתמשים בהיתוך מכני, שבו אבקות גולמיות בגדלים שונים של חלקיקים מעורבבים ומחממים היטב. במהלך תהליך זה, החומר בנקודת -היתוך- הנמוכה יותר מובא למצב פלסטי (או אפילו נמס במקרים מסוימים), בעוד שהחומר הגבוה יותר בנקודת -היתוך- נשאר לא נמס. אז ערבוב מכני גורם לשתי האבקות לרתך יחד. אבקות מרוכבות המיוצרות בשיטה זו מציגות מבנה קונכייה- ליבה, עם חוזק וקשיחות חלקיקים טובים.
השיטת ערבובמייצרת אבקות WC/Co המורכבות משני פאזות, WC ו-Co, שבהן חלקיקי WC מוחזקים באופן רופף על ידי קובלט.
ישנם מעט דיווחים יחסית על הכנת אבקות תרסיס תרמיות מבוססות WC/Co-, ועוד פחות על הכנת אבקות WC-CoCr המכילות אלמנטים נוספים של Cr. רק קומץ חברות ברחבי העולם מייצרות מוצרים כאלה. הוספה של כמות מתאימה של Cr מתכתי לשלב הקושר Co יכולה לשפר משמעותית את עמידות הקורוזיה ועמידות החמצון של הציפויים, וכתוצאה מכך ביצועים כלליים מעולים שיכולים להחליף כרום קשה מצופה אלקטרוניקה רעיל. כתוצאה מכך, תחומי היישום שלהם מתרחבים, והם מושכים תשומת לב תעשייתית גוברת. נכון לעכשיו, מרבית הייצור המקומי בסין מסתמך על שיטות סינטר-ריסוק ואגלומרציה-.