等离子喷涂WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni/8YSZ复合涂层的组织及摩擦学性能

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-20Cr_(3)C_(2)-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-20Cr_(3)C_(2)-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-20Cr_(3)C_(2)-7Ni涂层中出现WC_(1-x)与W相,且随着8YSZ的添加WC相的结晶强度变弱;WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni+30wt%8YSZ涂层平均硬度(1172 HV0.2)相对于WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni涂层(1152 HV0.2)并没有明显变化,WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni+50wt%8YSZ涂层硬度(1052 HV0.2)相对于WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni涂层降低了8.7%;WC-20Cr_(3)C_(2)-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-20Cr_(3)C_(2)-7Ni+30wt%8YSZ涂层的磨损率为2.3×10^(-5)mm^(3)/(N·m),比WC-20Cr_(3)C_(2)-7Ni、WC-20Cr_(3)C_(2)-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-20Cr_(3)C_(2)-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%。