超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层及其在连铸辊上的应用.pdf

学兔兔 超音速火焰喷涂 Cr3C2一NiCr涂层 及其在连铸辊上的应用 嘉兴职业技术学院机 电与汽车分院(314036) 陈 刚 摘要 根据连铸辊的工况条件，利用超音速火焰喷涂 (HVOF)工艺在钢表面制备 了Cr3C：一NiCr涂层 ，并分 别进行了涂层的微观组织分析、结合强度、孔隙率、显微硬度及耐磨性等相关的性能试验。通过现场试用，达到了 使用技术要求，说明连铸辊表面超音速火焰喷涂 Cr3C：一NiCr涂层技术可以提高工件表面的性能和使用寿命 ，同时 降低了生产成本，为连铸辊高温涂层设计提供依据 ，具有极其广阔的应用前景。 关键词： 连铸辊 超音速火焰喷涂 Cr3C2一NiCr 涂层性能 现场试用 中图分类号 ： TG147．442 铸辊上的应用相关文献中均没有系统详实的研究报 0 前 言 道，因此文中从这方面开展相关的研究工作，为连铸辊 连铸辊是连铸生产线配套设备部件之一，其使用 超音速火焰喷涂强化技术的应用提供一定的依据。 寿命和质量对板坯产品质量和生产效率有着直接的影 1 喷涂材料、试验设备与工艺 响。连铸辊与850～1000℃高温连铸坯直接接触，连 铸辊一般采用水冷，连铸辊表面温度约在420～480℃ 喷涂粉末采用 自贡硬质合金厂生产的75Cr3C 一 间变化，从连铸辊的工况条件看，连铸辊表面承受着交 25NiCr球形烧结粉末，粒度为0—45Ixm。NiCr—Cr3C2 互应力、冷热疲劳应力和高温摩擦磨损，所以连铸辊失 粉末是常用的金属／陶瓷复合材料，在950oC下具有优 效的主要问题是辊面热疲劳和高温磨损，其破坏形式 异的抗高温氧化性、抗高温冲蚀磨损和硬面磨损性能。 为不同程度的磨损、腐蚀、疲劳及弯曲¨I2。因此，每 基体材料选用调质状态的42CrMo，为连铸辊常用的材 年都有大量的连铸辊报废或待修，给连铸生产带来不 料 。 利影响，造成巨大的经济损失。连铸辊常用的修复强 采用Praxair公司生产的JP一5000型超音速火焰 化方法有埋弧堆焊 ]、火焰喷焊重熔 J、超音速火焰喷 喷涂(HVOF)系统，以煤油作为燃料，以氧气作为助燃 涂 ]、爆炸喷涂技术 ]。但是超音速火焰喷涂在连 气体，以氩气作为送粉气体。喷涂的工艺参数见表 1。 表 1 HVOF喷涂工艺参数 准GB8642_88《热喷涂层结合强度的测定》。通过 2 涂层分析检测方法 Adobe—Photoshop软件，利用金相统计分析法测定涂层 涂层形貌观察分析利用 FEIsirion型扫描电镜 的孔隙率。采用静态压痕法测量涂层显微硬度，硬度 (SEM)。采用粘结拉伸法测定涂层结合强度，参照标 仪型号为FM一700，加载时间30s，载荷 100g。采用销 一 盘式摩擦磨损法测试耐磨性，试验机型号为YTII／TB 一 100，对磨盘为YG8B硬质合金，法向加载载荷为5O 收稿 日期：2014—02—25 N，用精度为 10 g的分析天平测量试样磨损失重。