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电弧喷涂NiCr合金涂层的研究与应用

廖相巍  
【摘要】:本文结合炼钢生产实际,分析了炼钢转炉烟罩水冷壁管漏水的原因,并提出了相应的预防和解决办法,达到延长转炉烟罩使用寿命的目的。采用电弧喷涂技术,在材料表面喷涂NiCr合金涂层,使其具有优异的高温耐蚀性能和良好的耐磨性能,可以应用于转炉烟罩水冷壁的高温防腐耐磨领域,应用前景广阔。 本文采用光学显微镜、电子扫描显微镜、X-射线衍射仪等分析手段研究了电弧喷涂NiCr合金涂层的微观结构,通过系列实验研究了涂层的结合强度、抗高温腐蚀性能、抗热震性能、孔隙率;研究优化了电弧喷涂NiCr涂层的预处理和后处理工艺;根据对电弧喷涂NiCr工艺的研究,利用正交设计的方法对工艺参数进行了优化选择试验,得到了最佳喷涂工艺参数。结果表明: (1) 具有良好的化学稳定性和热稳定性的NiCr合金材料具有高耐磨性、高耐腐蚀性,尤其是耐熔融金属和熔渣的烧蚀,可作为转炉烟罩的保护涂层材料。 (2) 电弧热喷涂工艺可有效用于转炉烟罩的涂层保护。采用电弧喷涂工艺制备NiCr合金涂层性能可靠。 (3) 在电弧热喷涂预处理中,采用石英砂结合棱角钢砂可改善基体表面粗化效果,可明显提高涂层的结合强度。 (4) 喷涂工艺因素中,喷涂角度和电弧电压是影响涂层孔隙率的关键因素,喷涂距离在一定范围内的变化对涂层孔隙率的影响较小。 (5) 采用新型无机水性封孔剂可明显提高涂层抗高温腐蚀性能。 这些研究为电弧喷涂NiCr合金涂层的工业应用提供了理论基础。


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