金属陶瓷倾斜涂层的热障作用

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1、IH金属陶瓷倾斜涂层的热障作用.TQ门输或ThermalBarrierPropertiesofGradientCoatingonaCeramicMetal丿亚平葛家诚ZhangYapLngGaoJiachengShengShixiong王学军WangXuejun（重庆大学）谢龙谁XieLonghuai（绥枝花钢铁公司）摘要研究了在大气下用氧一乙块火焰法实现的AhOj基金属陶瓷倾斜涂层的附着性及其热障作用。结果表明,Cu.Ni/Al金属的加入及梯度成分设计，改蓉了涂层与基体之间的输理相容性和化学相容性，使热应力、界面应力弛谏，附若性明显提高•同时，该梯度涂层具有良好的抗热震.抗驾冲蚀及

2、抗高温铁水烧蚀等性能•热障作用显著。关键词准趣童倾斜涂层»粘着性「热虚作园中国图书资料分类法分类号TG174.4537tG148^ABSTRACTInthispaper9theadherenceandthermalbarrierpropertiesofAlsOs-basedceramicmetalgradientcoatingwiththemethodofoxyacetylene-flam-sprayarestudied.Theresultsshowthatthephysicalandchemicalcompatibilitiesbetweenthecoatingandthesub

3、strateareImprovedbyaddingCu.Ni/Alandthegradientcoatingtandtorelaxthermalstressandinterfacestressincoatandatthesametimetoincreaseadherencepropertyofcoating.Besides,thegradientcoatinghasgoodspallingresistanceerosionresistancetohightemperatureliquidironandtheeffectofthermalbarrierpropertiesisrem

4、arkable.KEYWORDSmetalceramicsigradientcoating；adherence%thermalbarrier热屏障涂层材料要求导热性小，以限制热流通过，从而达到降低基材温度、提高工件寿命的目的.ZrOt.Al,6是这类涂层常用材料〔皿•但由于陶瓷与金展基体的化学、物理因素差别均大，制约了涂层与基体的附著性⑹•尽管目前采用各种合金作过渡层，其界面结合有一定程度地改善•但对陶瓷面层加入金属的复合梯度层研究较少，特别是在纯铜基材上于大气下用火焰法实现金属囱瓷梯度涂层则更鲜为入知•作者针对高炉炼铁的某构件高温性能的耍求•在纯铜基体上采用成本低.大气下易于操作的

5、氧一乙烘火焰法喷涂和重熔复合工艺♦收文日期19924225实现了AHO,基的复合梯度涂层•本文就该涂层的附着性及其热障作用进行了研究..1试验材料与方法实验基材为紫铜板•试祥尺寸冷00mmX100mmX3mm.涂层分别以Ni/A1(FNAJ)和Ni-Cr(PTNi-150>合金粉末作过度层I、I,面层以分析纯AIQ,为基，加入适•纯Cu和Ni/Al金展粉末•且AH6由30%〜80%梯度递增•对大气下霞一乙缺火焰法■优化选岀适宜的喷涂与重熔复合工艺实现其金层陶瓷梯度涂层•在TC^SOOOH热常数仪上测定一组《四块〉试样反映涂层安涂前后不同温度下的热常数•抗煤廉在箱式电炉中进行•其循环制

6、度为900CX5minl^25lCX5min.抗煤冲t*及抗高温铁水烧烛试验分别将试样垂直距氛一乙烘焰30mm处测其熔穿时间及吊挂■于感应炉加热熔融的H50±20X?的铁水中测其涂层抗高温铁水烧蚀破损时间•(以上性能测定分别进行过二至三次•每次分别为九块试样•抗铁水烧烛每次分别为三块试样•〉另外•经扫描电镜和X》射线衍射尊方法,研究了梯度涂层姐织对热屏障作用的形响.2实验结果与讨论2・1金风陶瓷梯度涂层的热及抗热震性图1为Cu-Ni/Al-Al,O8复合金属晦瓷梯度涂层纵断面的扫描电镜形規•涂层总厚约为0.6mm■面层复合涂层梯度无明显介面.GO全貌(b)M®与过涙JRI结合面图1金

7、11命瓷样庚涂层纵斯囲的SEM形貌多层过渡涂层线4胀系数«按下式⑷计算，a==&(1-2a>•式中*为弹性模量皿为泊k比“丛密度丿为质■分数，为组元.代入有关数据，计算结果见表1所示.*1基体与涂层的卿澎胀聚戡比较2X2/9〉基体过渡层1过at层IMISAitOi%30〜4050〜6070—8017.515.59II.2!9.017.6!由褰1可見，从基体到涂层面层，热澎胀系数是缓慢递减的•抗鹅震试It结舉指出，AIQ,梯度涂层与无梯度涂层出现宏