第32卷第10期 2011年10月
焊接学报
TRANSACTIONS OFTHECHINA WELDINGINSTITUTION
Vol.32No.10
October
结晶器基材HVOF喷涂梯度功能涂层
组织结构与结合强度
王佳杰"2，张颖3，莫淑华"，王国星，李宪爽'
（1.黑龙江工程学院材料与化学工程系，哈尔滨150050；
2.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，哈尔滨150001；
3.哈尔滨大电机研究所，哈尔滨150040）
摘要：以HVOF梯度功能涂层在结晶器的应用作为研究背景，对CrZrCu表面超音速火焰喷涂CoNiCrAIY+CoCrMoSi梯度涂层与Ni-Co电镀层进行了对比分析，通过SEM， EDS，XRD及X射线应力仪等手段分析了涂/镀层的微观组织结构与应力状态，采用拉伸法测试了结合强度，结果表明，涂层与基体之间的结合比镀层较为紧密；梯度涂层的结合强度远大于镀层的结合强度；涂层均为压应力，表面应力小，界面应力大；镀层中元素和相组成无变化，涂层主要元素含量与粉末基本相当，而涂层中C，O元素含量增加，粉末发生了熔化分解和重结晶.为结晶器HVOF涂层部分性能替代电镀层提供了理论支持
关键调：超音速火焰喷涂；梯度功能涂层；组织结构；结合强度；残余应力
中图分类号：TC147.442 0序言
文献标识码：A文章编号：0253360X(2011)10-003304
还未见报道，
结晶器是连铸连轧设备的一个关键部件结晶
器在使用过程中主要存在边缴腾损、宽面热裂纹、窄面收缩、腐蚀等问题，使得结晶器很容易损坏)，为此，现在的结晶器采用电镀铬、镍钻等合金涂层，性能有所改善，电镀层存在明显缺点，高温硬度会下降较多，寿命不够理想：镀铬层内存在微裂纹，易导致腐蚀落；电镀工艺沉积速度慢，镀层厚度受限制；镀铬过程导致严重环境污染等间题(2)，因而人们一直努力寻找比电镀硬铬更清洁、有效、成本更低的涂层工艺.超音速火焰喷涂（HVOF）技术出现，以高沉积效率、低孔隙率、高结合强度、耐腐蚀性好、抗高温耐磨等优势，为替代电镀硬铬打下了坚实的技术基础[3]，结晶器涂层技术国内外已经有相关的报道日本现采用热喷涂复合涂层结晶器过钢量提高了一倍多(4)，国内等也开展了结晶器热喷涂涂层技术的研究[5-7]，但是在连铸窄边结晶器采用 HVOF技术喷涂CoNiCrAIY+CoCrMoSi梯度功能涂层，对涂层结合强度、微观组织结构等相关技术研究
收稿日期：201105-05
基金项目：险尔滨市青年科技创新人才资金资助项目(2010RFQXG031）万方数据
试验方法
王佳杰
2011
基材为CrZrCu，喷砂采用22目白刚玉砂.涂层为Praxair公司生产的CoNiCrAIY及CoCrMoSi合金粉末，成分分别见表1和表2.喷涂设备为JP-5000 型超音速火焰喷涂（HVOF）系统.电镀试样为某钢厂结晶器CrZrCu上的Ni-Co合金镀层
表1
CoNiCrAIY粉末化学成分（质量分数，%）
Table1
Co
Cr
38.221
Chemical composition of CoNiCrAIY powder
Al
c
8.2
0.01
表2 Table2 Ce
49.75
Ni
o
P
s
Y
31.90.021<0.01 <0.0010.56
CoCrMoSi粉末化学成分（质量分数，%） Chemical composition of CoCrMoSi powder
c
0.01
17.65
Mo 28.7
0 0.02
P
s
<0.01<0.001
IS 3.17
利用FEISirion型扫描电镜观察涂层及涂层与基体的界面形貌.利用携带能谱分析仪（EDS)进行微区成分分析.X射线衍射（XRD）试验在Rigaku