超音速等离子喷涂YPSZ涂层的组织及耐磨性能

张建^1,2，杨军¹，朱浪涛¹

1. 西安建筑科技大学冶金工程学院2. 首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼铁作业部炼铁分厂

摘 要：为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆（YPSZ）涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件（Image-pro Plus3.0）对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5～0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10 2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善.

关键词：等离子喷涂;锆质耐火材料;涂层;微观组织;耐磨性能;化学硬化;