宝钢结晶器铜板长寿命技术

宝钢板坯连铸机结晶器铜板使用高强度铬锆铜合金材料；宽边铜板使用Ni Cr镀层、Ni镀层、Ni-Fe镀层和Co-Ni镀层，窄边铜板使用Ni镀层、Ni-Fe镀层和NiCr自熔合金热喷涂涂层；同时还实施铜板均匀化强冷却和整体电镀加工等技术措施，确保结晶器铜板的较高寿命。     

结晶器铜板激光熔覆表面强化技术研究及与电镀强化技术的比较

采用同步送粉激光熔覆技术分别将Ni基和Co基合金粉末熔覆在结晶器铜板表面,制备出组织均匀无缺陷且与基体结合良好的熔覆层.研究表明:Ni基熔覆层平均显微硬度为672.3HV0.5,Co基熔覆层平均显微硬度为604 HV0.5,分别约为目前广泛使用的Ni基电镀层的2.6倍和2.4倍,是铜基体的6.5倍和6.2倍.虽然目前结晶器铜板表面强化主要采用电镀技术,但电镀层在较高的工作温度下会出现软化现象.热冲击更会使镀层组织变粗,镀层硬度下降更加显著,并伴有间隙和气孔等缺陷,但对激光熔覆层性能的影响却很小.因此,激光熔覆技术是结晶器铜板表面强化的一种有效方法,可替代电镀工艺.     

电镀镍钻工艺值得大力推广

钢的生产过程中,连铸机结晶是其核心部分,而结晶器使用的电镀铜板又是其中最重要的部件,铜板上镀层性能的优劣是决定整台结晶器实际拉钢坯寿命的最重要因素之一。自连铸技术诞生以来,铜板的镀层由当初的铬、镍/铬发展到今天的镍/镍铁合金,直到目前最先进的全镍钴合金镀层。     

结晶器HVOF功能梯度涂层孔隙率与显微硬度的试验

在连铸生产中,结晶器是连铸机的心脏。结晶器铜板因承受高温氧化、冷热疲劳而产生热裂纹,因温度梯度过大而产生的变形,因高温蒸气引起的气蚀,因引锭、拉坯和振动产生摩擦、磨损以及调锥度、在线调宽带来的划伤等,因此要求结晶器铜板表面处理。连铸结晶器表面改性一般采用电镀、化学镀、电铸、复合镀、热喷涂和高温自蔓延等方法。     

冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望

以超音速火焰喷涂、大功率等离子喷涂等为代表的先进热喷涂技术,已成为冶金行业关键装备及部件在严苛服役环境下实现高温耐磨、耐腐蚀、抗结瘤、隔热等多功能化的关键技术.概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性,进而详细论述热喷涂技术在服役于严苛环境中的冶金关键设备(如连铸结晶器铜板、热镀锌铝锅组件及高温炉辊等)上的研究现状及应...     

热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展

从热喷涂技术的发展,高速火焰喷涂(HVOF)涂层的性能,包括耐磨性、耐蚀性、对基体耐疲劳性的影响,热喷涂涂层替代电镀硬铬镀层的成本以及应用4个方面综述了近年来热喷涂技术替代电镀硬铬的研究进展.指出热喷涂技术已经在航空、冶金、包装印刷和造纸等工业领域部分替代了电镀硬铬工艺;由于热喷涂技术对于大工件、厚涂层在性能和价格上的优势,热喷涂技术在其他工业领域的应用也将得到迅速发展.     

采用Ni—Cr合金热喷涂延长连铸结晶器寿命

三岛光产所开发的Ni-Cr合金热喷涂结晶器,是通过对连铸结晶器表面喷涂Ni-Cr合金涂层,使其寿命达到原来镀Ni结晶器的3-6倍,本文介绍Ni-Cr合金热喷涂结晶器的特性、使用效果和使用上的注意点。     

板坯连铸结晶器热行为研究

建立了结晶器三维有限元传热模型，系统地分析了铜板厚度、水槽的结构尺寸和分布、镍层对板坯连铸结晶器铜板温度分布的影响．结果表明，在操作条件允许的情况下，降低铜板厚度、增大水槽深度、减少镍层厚度有利于降低铜板热面温度，提高结晶器的使用寿命．     

镍铝包复粉末的差热分析和相变的研究

一、引言镍铝包复粉末有两种类型,一种是以镍为核心外面包复一层铝;另一种是以铝为核心外面包复一层镍。镍铝包复粉末作为结合性涂层材料在热喷涂中占有特殊地位,素有增效材料之称。Ni-Al包复粉末在热喷涂过程中发生强烈的铝化反应,金属间生成化合物放出大量的热,瞬间使粉末升至高温而成熔化或半熔化状态喷到基材上,形成结合力强的喷涂层。使涂层致密无孔,具有抗高温氧化,抗大气腐蚀、耐磨损,有良好的机加工性能。Ni-Al包复粉末在热喷涂中广泛的用作过渡层和工作层,还可作混合涂层。为研究Ni-Al包复粉末的放热反应机理和相变过程,我们通过差热分析,X光衍射法,金相、扫描电镜等手段基本弄清镍铝包复粉末在加     

复式结晶器铜板表面涂层的热性能检测及分析

低过热度、低温度梯度是提高连铸坯等轴晶率的两个重要技术措施,复式结晶器上部由于实现了弱冷,因此可以用于降低钢凝固前沿的温度梯度,达到抑制柱状晶生长、扩大等轴晶区的目的,进而提高铸坯的内部质量.为了降低复式结晶器上段的热流,在结晶器铜板表面喷涂了隔热涂层,检测了涂层的导热系数及其热震性能.在此基础上,建立了带涂层的复式结晶器传热模型,分析并计算了涂层成分、孔隙度及厚度对复式结晶器上段热阻的影响.结果表明,含20%ZrO2和含30%ZrO2镍基涂层的导热系数分别为8.2W/(m·K)和13.9W/(m·K);600℃下两种涂层的抗热震次数均在50次以上;采用厚度为1.5mm的含20%ZrO2的镍基涂层可以使复式结晶器上段热流密度降低到传统结晶器的一半.     

热喷涂 Mo 及 Mo 基复合涂层研究进展

热喷涂Mo及Mo基复合涂层因熔点高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀及高温性能稳定等诸多特点,而广泛应用于机械零件生产及表面修复。随着以资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,此类涂层将拥有更为广阔的应用前景。首先介绍了国内外在热喷涂Mo及Mo基复合涂层方面的研究发展和应用现状;随后依据热喷涂技术的发展历程,分别总结论述了不同热喷涂技术,即火焰喷涂(普通火焰喷涂、高速火焰喷涂)、等离子喷涂(普通等离子喷涂、超音速等离子喷涂、微束等离子喷涂、低压等离子喷涂)及电热爆炸喷涂中,Mo及Mo基复合涂层的制备工艺、涂层性能特点及存在的问题;接着指出了热喷涂Mo及Mo基复合涂层在新概念武器、航空航天等高科技领域的应用前景。最后,就进一步拓展Mo及Mo基复合涂层在贫油减摩、高温高速耐磨、高温耐腐蚀及氧化等复杂环境下的应用范围,结合热喷涂技术的研究热点及发展方向,指出了未来热喷涂Mo及Mo基复合涂层在材料组分设计和工艺优化研究中应重点关注的方面。     

超音速等离子喷涂纳米结构Al2O3-TiO2喂料涂层性能研究

采用特殊的工艺，制备了可用于热喷涂的纳米结构Al2O3-TiO2喂料，并采用超音速等离子喷涂技术制备了涂层。涂层的结合强度和显微硬度与美国产相同成分的Nanox^TM2613P纳米喂料制备的涂层基本相同。喷涂过程中存在相的转变和晶粒长大现象。     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

等离子喷涂工艺参数对YSZ:Tm涂层发光性能的影响

为提高荧光涂层在热障涂层中的适配性,本研究制备了Tm掺杂YSZ(Y2O3-ZrO2)粉末和涂层,探讨了等离子喷涂工艺参数对其发光性能的影响。结果表明:化学沉淀法制备粉末的过程中,静置陈化时间在15 h以上、母液中的Zr4+浓度为0.2 mol/L时氧化钇可完全固溶到基体粉末中。Tm的掺杂浓度降低,粉末的发光强度增加显著。等离子喷涂距离和功率对涂层的发光性能有明显影响,在现有范围内,喷涂距离和功率越小,发光强度越高。     

纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的制备及性能研究

目的制备纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并对比分析结合强度、显微硬度、孔隙率,为利用热喷涂技术治理易损部件提供有效手段。方法运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒。使用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。测试了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的基本性能,包括结合强度、显微硬度、孔隙率。结果纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50 nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态。纳米Fe-Al/Cr_3C_2表面及截面元素分布均匀、致密,纳米涂层的孔隙率、硬度和结合强度分别是微米涂层的0.25倍、1.39倍和2.43倍。结论团聚后的纳米Fe-Al/Cr_3C_2颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2比微米涂层具有更精细的涂层结构和更优异的基本性能。     

热喷涂制备TiB2涂层的研究进展

TiB2具有优良的性能和潜在的应用前景,采用粉末冶金制备致密块体材料的工艺复杂、成本高昂,限制了它的应用.涂层技术则是简化制备工艺、降低制造成本的有效手段.本文综述了热喷涂制备TiB2涂层的工艺特点以及TiB2物理化学特性对热喷涂制备工艺的影响,提出通过粉体复合技术改善TiB2粉体的物性,满足热喷涂工艺要求,从而获得高质量涂层的措施.     

热喷涂汽车发动机气缸内壁涂层的研究进展

为了达到越来越苛刻的内燃机排放标准,减轻车身重量以降低燃油消耗是近年来车辆行业的重要发展方向之一。采用热喷涂方法在铝合金或铸铁气缸内壁喷涂减摩、耐磨并耐腐蚀的涂层代替传统铸铁缸套具有广阔的应用前景。首先介绍制备气缸内壁涂层的工艺流程,主要阐述现有制备气缸涂层的超音速火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂和等离子转移弧线材喷涂等工艺的原理,对不同热喷涂工艺特点进行了总结,阐明不同热喷涂方法获得的涂层结构特点。通过列举国内外车辆制造商先进热喷涂涂层的应用实例,进一步分析各类涂层的优缺点。最后提出优化喷涂参数、开发新型喷涂材料、控制涂层内应力和应对未来生物燃料是汽车气缸涂层的下一步研究方向。     

Temperature measurements and adhesion properties of plasma sprayed thermal barrier coatings

Metal-ceramic coatings have been widely used for industrial applications, mainly in the gas turbine and diesel engine industries as thermal barrier coatings (TBCs). Conventional thermal barrier coatings consist of a metallic bond coat and an insulating ceramic topcoat. Temperatures and temperature gradients in the coating during plasma spraying play an important role on the final coating quality, especially the temperature of the particles just hitting the substrate surface. In this work, metal-ceramic coatings were applied on nickel-superalloy substrates. The temperatures of both the coating surface and substrate were measured during spraying. The adhesion of the coatings was determined using ASTM C 633 and correlated with the measured temperatures. Optical pyrometry and thermocouples were used to measure the interfacial and substrate temperatures, respectively. Temperature was shown to have a significant influence where lower interfacial temperatures were found to result in lower adhesion values.     

Mechanical and thermomechanical properties of metal spray invar for composite forming tooling

The subject of this paper is the assessment of the thermal and mechanical properties of Invar steel coatings, deposited using electric arc spraying, and the correlation of these properties to the spray parameters and processes used to offer coatings with characteristics appropriate to the requirements of tools used in the fabrication of precision polymer matrix composite work pieces. In particular, two processing methods, inert and air atomization, and three arc spray gun configurations (air cap design) were evaluated. The low coefficient of thermal expansion (CTE) properties of Invar are maintained in the spray-deposited coatings using both high velocity oxy-fuel (HVOF) and air-atomized arc spraying, although HVOF coatings have significantly lower CTE and greater durability than those deposited by arc spraying. The mechanical properties of the coatings are low compared to bulk Invar, regardless of the spray parameters and hardware used. Inert arc spraying affords more consistent coating characteristics but this comes with a compromised durability. The spray hardware was found to be more significant in determining the coating properties than the parameters employed.     

钢结构热喷涂长效防腐蚀技术的研究与发展

综述了热喷涂技术在钢结构长效防腐蚀方面的研究与发展概况。对锌、铝及锌铝合金涂层的耐蚀机理和防护特点作了比较,从国内外对长效防腐蚀涂层的耐蚀性研究、热喷涂防腐蚀材料的开发、防腐蚀喷涂工艺等方面阐述了该项技术的发展,指出了热喷涂长效防腐蚀技术存在的问题并对其发展前景作了展望。