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(fēng)口作為熱風(fēng)進(jìn)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(yùn)行、產(chǎn)量、生鐵的質(zhì)量和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，提高風(fēng)口壽命以保證高爐正常運(yùn)行有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。高爐風(fēng)口使用過程中，內(nèi)壁長期工作在1200℃以上，主要經(jīng)受煤粉及熱風(fēng)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(jīng)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(fēng)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(jié)合性良好，但銅鎳合金對(duì)高爐風(fēng)口的耐磨、抗高溫氧化等性能無明顯提高。
　　本研究針對(duì)高爐風(fēng)口目前存在的主要失效形式，在普通銅合金風(fēng)口內(nèi)外壁采用等離子噴涂/噴焊工藝制備了不同的涂層，并對(duì)內(nèi)壁Ni60、NiCrCoAlY(Ni5Al)和Cr3C2-NiCr(Ni5Al)三種涂層分別進(jìn)行顯微形貌、相結(jié)構(gòu)、顯微硬度、耐磨性能及抗高溫氧化性能分析，對(duì)外壁Al2O3-TiO2(NiCrAl)、ZrO2-Y2O3(

3、NiCrAl)和ZrO2-Y2O3(Ni5Al)三種涂層分別進(jìn)行顯微形貌、相結(jié)構(gòu)、顯微硬度、熱震性能及抗高溫氧化性能分析。
　　內(nèi)壁涂層磨損試驗(yàn)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(yàn)

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(shí)間的增加，各涂層重量略有增加。但熱震試驗(yàn)表明當(dāng)粘結(jié)底層同為NiCrAl時(shí)，ZrO2-Y2O3涂層的抗熱震性能明顯優(yōu)于Al2O3-Y2O3涂層。當(dāng)隔熱