等离子喷涂WC-20Cr3C2-7Ni/8YSZ复合涂层的组织及摩擦学性能

作者：朱东林; 孙登月^*; 杨家辉; 闫朝鹏; 吴艳飞; 庆小康

来源：金属热处理, 2023, 48(02): 256-262.

DOI：10.13251/j.issn.0254-6051.2023.02.040

• WC-20Cr3C2-7Ni
• 8YSZ
• 复合涂层
• 摩擦磨损
• 微观组织
• 应用

为提高连铸机拉矫辊的服役寿命，通过等离子喷涂技术在模具钢H13表面制备不同质量比的WC-20Cr3C2-7Ni+8YSZ复合涂层，分析各涂层的微区组织、显微硬度、抗划伤性、耐磨性和磨损形式。结果表明，在WC-20Cr3C2-7Ni粉末中分别加入30wt%、50wt%的8YSZ,其复合涂层的致密性明显提高，且涂层晶粒明显得到细化；WC-20Cr3C2-7Ni涂层中出现WC1-x与W相，且随着8YSZ的添加WC相的结晶强度变弱；WC-20Cr3C2-7Ni+30wt%8YSZ涂层平均硬度(1172 HV0.2)相对于WC-20Cr3C2-7Ni涂层(1152 HV0.2)并没有明显变化，WC-20Cr3C2-7Ni+50wt%8YSZ涂层硬度(1052 HV0.2)相对于WC-20Cr3C2-7Ni涂层降低了8.7%;WC-20Cr3C2-7Ni涂层的抗划伤性能弱于两种复合涂层；摩擦磨损表面形貌由大量的脱落坑向犁沟转变，磨损形式也由疲劳磨损向磨粒磨损转变；WC-20Cr3C2-7Ni+30wt%8YSZ涂层的磨损率为2.3×10-5 mm3/(N·m),比WC-20Cr3C2-7Ni、WC-20Cr3C2-7Ni+50wt%8YSZ涂层减少了约50%;将各复合涂层制备于连铸机拉矫辊辊面并用于生产实践，测试数据表明WC-20Cr3C2-7Ni及添加30wt%、50wt%8YSZ涂层的拉矫辊表面温度对比常规拉矫辊分别降低了40.4、97.2和127.0℃,工作寿命分别增加了约73.3%、133.3%以及100%。

• 单位
  燕山大学