作者簡介

第一作者 楊康 安徽工業大學 資格副教授

專注于熱噴涂研究，發表SCI/EI論文10余篇。

通訊作者 張世宏 安徽工業大學 二級教授

專注于表面改性及涂層研究，在Acta Materialia等期刊發表論文80余篇，授權發明專利25件，制訂國際標準5項，獲安徽省科技進步一等獎2項（排名第1）。入選2020年度“長江學者獎勵計劃”，兼任教育部重點實驗室主任、PVD涂層ISO分委會主席。

文章簡介

冶金嚴苛服役環境中熱噴涂技術的應用現狀及展望

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概述了不同熱噴涂技術的基本原理及涂層特性。針對連鑄結晶器銅板表面修復強化，熱噴涂技術具有取代傳統電鍍技術的潛力，所制備熱噴涂層具有優異的熱導率、耐腐蝕性、耐磨損性等，其中WC-Co系列和NiCr-Cr3C2系列是最具代表性的兩種涂層材料。針對熱鍍鋅鋁鍋組件表面防護，熱噴涂技術可以取代傳統的表面涂覆及表面滲鍍技術，制備出具有高結合強度的高性能涂層，有效提高耐液鋅腐蝕性能，涂層材料體系主要有陶瓷及金屬陶瓷材料。針對高溫爐輥表面熱噴涂防護，低溫段常用涂層為WC-Co，中溫段常用涂層為Cr3C2-NiCr，高溫段常用涂層為陶瓷、金屬陶瓷以及金屬陶瓷+稀土氧化物涂層等。展望了熱噴涂技術在冶金領域的發展方向。

關鍵詞：冶金；連鑄結晶器銅板；熱鍍鋅鋁鍋；高溫爐輥；熱噴涂；高溫；腐蝕；磨損

熱噴涂技術原理示意圖

抗熱疲勞耐磨碳化物基復合涂層的制備及應用

耐熔融鋅腐蝕試驗結果

鋅在WC-Co 涂層中的擴散示意圖

抗熔蝕磨損的碳化鎢/硼化鉬基復合涂層的制備及應用

抗高溫結瘤陶瓷復合涂層制備及應用

錳堆積形成機理示意圖

結語及展望

通過熱噴涂技術可賦予工件材料表面優異的服役性能（如抗高溫氧化、耐磨損、耐腐蝕、抗結瘤），從而達到嚴苛服役環境下冶金關鍵設備的防護及壽命延長的目的。但是也要看到，雖然我國是鋼鐵生產大國，但距離鋼鐵冶金強國還有相當長的路要走。如何進一步發展和應用綠色可持續發展的熱噴涂制造技術，是實現我國通向鋼鐵冶金強國的必要途徑。

冶金領域關鍵設備表面防護涂層的制備大多采用進口的熱噴涂設備（包括超音速火焰噴涂、等離子噴涂、冷噴涂等），國產噴涂系統無論在性能方面，還是在價格方面，都具有一定劣勢。因此，大力發展高質量、高效率、高穩定性的國產熱噴涂設備及工藝是國內科研院所及企業的重要使命。

經過多年的發展，國產熱噴涂粉末在成分及粒度控制方面有了長足的進步，部分粉末的質量已達到甚至超過國外競爭產品。但高純度、高質量涂層制備所用粉末對國外廠家的依賴程度依然很高，滿足新型噴涂技術（如冷噴涂）要求并具有特殊性能的高純粉末的國產化道路任重而道遠。

新型涂層材料及結構體系設計依然是熱噴涂技術未來發展的關鍵方向。需要開展系統而深入的基礎研究，并在此基礎上實現熱噴涂技術在鋼鐵冶金領域更加深入、廣泛的實際生產應用。

引文格式：

楊康，陳誠，徐國正，張世宏*.冶金嚴苛服役環境中熱噴涂技術的應用現狀及展望[J]. 表面技術, 2022, 51(1): 16-32.

YANG Kang, CHEN Cheng, XU Guo-zheng, ZHANG Shi-hong*. Application Status and Prospects of Thermal Spraying Technology in Metallurgical Field under Harsh Service Environment [J]. Surface Technology, 2022, 51(1): 16-32.