銅合金表面等離子噴涂-噴焊涂層組織及性能的研究.pdf

1、高爐風口作為熱風進入高爐的通道，是高爐極為重要的部件，也是熱交換的冷卻元件，其使用壽命直接影響高爐的穩(wěn)定運行、產量、生鐵的質量和工人的勞動強度。因此，提高風口壽命以保證高爐正常運行有巨大的經濟效益。高爐風口使用過程中，內壁長期工作在1200℃以上，主要經受煤粉及熱風的沖刷，其主要破壞形式為磨損;外壁長期工作在2200℃以上，主要經受鐵液、爐渣侵蝕，其主要破壞形式為高溫氧化失效。工程中常采用等離子噴焊工藝在銅合金風口表面噴涂一層銅鎳合金涂

2、層，雖然銅鎳合金與基體銅合金的結合性良好，但銅鎳合金對高爐風口的耐磨、抗高溫氧化等性能無明顯提高。
　　本研究針對高爐風口目前存在的主要失效形式，在普通銅合金風口內外壁采用等離子噴涂/噴焊工藝制備了不同的涂層，并對內壁Ni60、NiCrCoAlY(Ni5Al)和Cr3C2-NiCr(Ni5Al)三種涂層分別進行顯微形貌、相結構、顯微硬度、耐磨性能及抗高溫氧化性能分析，對外壁Al2O3-TiO2(NiCrAl)、ZrO2-Y2O3(

3、NiCrAl)和ZrO2-Y2O3(Ni5Al)三種涂層分別進行顯微形貌、相結構、顯微硬度、熱震性能及抗高溫氧化性能分析。
　　內壁涂層磨損試驗表明，Ni60、NiCrCoAlY(Ni5Al)和Cr3C2-NiCr(Ni5Al)三種涂層均顯示出優(yōu)良的耐磨性能，隨著溫度的升高，Ni60兩種涂層的耐磨性逐漸降低，NiCrCoAlY(Ni5Al)的耐磨性基本保持不變，而Cr3C2-NiCr(Ni5Al)涂層的耐磨性有明顯升高。但熱震試驗

4、表明Cr3C2-NiCr(Ni5Al)涂層的抗熱震性能不如NiCrCoAlY(Ni5Al)涂層。
　　外壁涂層抗高溫氧化性能分析表明，Al2O3-TiO2(NiCrAl)、ZrO2-Y2O3(NiCrAl)和ZrO2-Y2O3(Ni5Al)三種涂層均具有良好的抗高溫氧化性能，隨著氧化時間的增加，各涂層重量略有增加。但熱震試驗表明當粘結底層同為NiCrAl時，ZrO2-Y2O3涂層的抗熱震性能明顯優(yōu)于Al2O3-Y2O3涂層。當隔熱