结晶器铜板等离子喷涂镍-石墨涂层的耐磨性

张亚楠^1,2，杨军^1,2，常卓^1,2，王帅^1,2，白宇³，唐长斌^1,2，邹德宁^1,2

1. 西安建筑科技大学冶金工程学院2. 陕西省冶金工程技术研究中心3. 金属材料强度国家重点实验室(西安交通大学)

摘 要：为提高连铸结晶器铜板的使用寿命和铸坯质量,采用超音速等离子喷涂技术在结晶器铜板材料Cr-Zr-Cu基体上制备镍-石墨自润滑涂层,利用扫描电镜（SEM）对喷涂粉末和涂层的组织形貌进行表征,通过球-盘式摩擦磨损实验研究载荷和温度对镍-石墨自润滑涂层、摩擦系数、磨损量的影响,并对涂层的磨损机制进行分析.结果表明:利用超音速等离子喷涂制备的镍-石墨涂层与基体结合良好,结构致密;涂层的摩擦系数和磨损量均随着载荷的增加而增加,不同载荷下涂层的磨损机制均是磨粒磨损,且随着载荷增加,磨粒磨损加剧;涂层的摩擦系数随着温度的增加而增加,且磨损机制均为氧化磨损,但是温度为225℃时,以石墨的润滑作用为主,温度为425℃时,石墨相被氧化镍覆盖,石墨的润滑作用降低,以氧化镍的润滑作用为主.镍-石墨涂层能显著降低Cr-Zr-Cu基体的摩擦系数和磨损量,提高结晶器的耐磨性能.

关键词：超音速等离子喷涂;镍-石墨涂层;摩擦系数;磨损量;结晶器铜板;