热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用

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1、三墅述lTopical霹gvie抑●●●■●■■●■■-I热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用上海宝钢设备检修有限公司(201900)郝荣亮热喷涂技术属于现代制造技术中表面工程技术中的重要分支。钢铁工业是热喷涂应用的重要领域，在我国是仅次于在航空工业的第二大行业。热喷涂过程是以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成一定性能和功能的涂层，使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化、隔热、绝缘及导电等各种特殊物理化学性能。喷涂工艺对涂层产生重

2、要影响的两个参数是熔滴冲击基体表面时温度和熔滴冲击基体表面时速度。一、热喷涂技术在钢铁行业的应用前景1．中国钢铁行业发展的宏观预测中国钢铁协会分析了英国、法国、德国、日本、美国及前苏联6个国家人均GDP与人均钢产量的关系。这6ei-国家的综合增长线，峰值按1990年不变价大约是人均18万美元，人均用钢大约是600kg。中国2005年人均用钢267kg，预计2010年为346kg。协会认为，2010年中国将进入工业化后期。依据中国制订的“十一五”国民经济和社会发展规划纲要，GDP年增长75％，预N20lO年GDP为261万

3、亿元，钢消费(2010年按进出口平衡考虑)47，fLt(钢材441"Lt)，增长速度平均59％。传统的高投入、高消耗、低产出的老路，已经走到尽头，转变增长方式是惟一的出路。2．主要冷轧产品市场分析冷轧是热喷涂技术在钢铁行业应用的主要领域。2005年我国各类汽车产量5708万辆，所需钢材1098万t。2010年，我国汽车需求量将为900～1100万辆，汽车制造需求钢材15201840万t，其中板材1010-1220万t。2010年家电行业钢材需求720万t，2006年～2010年钢材消费年均增长率在5％～7％，未来钢铁企业

4、在满足家电行业用工钢的需要方面，更多的工作应该还放在开黑粤罂攀趔缸槭l≈热加工WW眦machmtst．a口m．cn发品种、提高产品档次和提高服务质量上。行业技术进步对于钢材的需求变化趋势：一是涂镀深加工家电板和热轧酸洗板产品比重将加大。在镀锌产品中热镀锌产品的比例将增加，随着我国家电厂家环保意识的增强、家电产品出口量的增加，彩涂家电板将有快速增长；二是向高强度、高硬度和薄规格方向发展。发展具有明显烘烤硬化性能的高强度的薄规格家电板产品，以降低生产成本；三是向绿色环保方向发展。随着欧盟的WEEE和RHOS两个指令实施时闻的

5、临近，要求家电板生产企业使用家电用环保钢板，包括电镀锌无铬耐指纹、电镀锌无铬磷化／钝化、热镀锌无铬钝化、无铬热镀铝锌耐指纹、无铬彩涂、电工钢环保涂层等产品，从而实现家电出口产品全“绿色”。3．钢铁行业对热喷涂技术应用的需求与发展在钢铁企业中，大量设备工件处于高温、高速、重载荷或腐蚀环境工况条件下运行，因此，这些备件的质量和使用寿命将直接影响钢厂的生产效率、产品质量和生产成本。热喷涂技术主要应用于特殊工况和表面有特殊要求的场合，典型应用如各种退火炉中的炉辊、热镀锌线的沉没辊、结晶器短边铜板及冷热轧工艺辊道。汽车工业的高速发

6、展，对冷轧和镀锌钢板的表面质量提出了更高要求，为提高钢板质量，CAPL年HCGL炉辊涂层技术应运而生并已被大规模地推广应用于几乎所有CAPL芹I]CGL炉辊。自从合金化镀锌板用作汽车板以来，钢厂非常关注改善沉没辊表面条件和延长其寿命的有关技术，并当作一项优先考虑的技术不断改进。20世纪80年代以前，沉没辊表面磨损很快，即使频繁换辊，也不能适应高要求产品的大批量生产。20世纪80年代初，当合金化镀锌板开始用于汽车制造后，国际上进行了辊面的研究。起初，主要是研究基体金属的成分和耐磨性，通过降低Ni含量，使寿命提高了一倍。对于

7、提高金属镀层的高温特性进行表面喷涂的研究，20世±．E80年代中期CoCr喷涂开始用于生产，耐磨性提高了5倍；20世纪80年代后期发了碳化钨的喷涂，使合金化镀锌板可以用于汽车外覆盖件。现在，改进喷涂表面通孔密封处理，耐锌浸润性和耐磨性较1980年以前提高T50倍。随着汽车工业的迅猛发展，高强钢(HSS)应运而生，其生产的工艺特点是高张力，因此原有的工艺辊制造由于其基体硬度偏低，已经很难满足高张力生产的需要；同时，高强钢中一般具有较高的Mn含量，原有的氧化铝陶瓷涂层，极易与Mn元素化合生成Mnl．5Crl．504年NMnA

8、l204积瘤物，从而影响了带钢的质量。镀铬作为一种传统的表面电镀技术已有70余年的历史，但电镀硬铬工艺导致的严重环境问题以及存在难以集约化高效生产、镀层质量不均匀性等因素制约了发展。因此人们一直在努力寻找一种在特定条件下替代电镀硬铬的涂层技术。近些年，热喷涂作为一种有效的替代手段取得了良好的进展。Savarimuth