超音速火焰喷涂耐锌腐蚀涂层材料研究
谢天男
中国知网
摘 要
目前世界上防腐蚀钢铁制品大多都要进行热镀锌。热镀锌已经成为钢铁防腐蚀方面应用最基本、最广泛的方法，热镀锌钢板作为高附加值和高效节能产品，是产量增长最快的一类钢材。在热镀锌工艺温度(450～480℃)下，锌液与钢铁之间发生溶解腐蚀，使钢铁制沉没辊很快被蚀穿、报废，这是热镀锌行业最难解决的问题之一。沉没辊的频繁更换或维修，不仅降低了作业率，而且劳动强度高，给生产和操作带来诸多不便，同时大大增加了锌的消耗。
本文研究了 3 种不同的 Co 基 WC 粉末制造的沉没辊表面涂层的金相形貌、孔隙率、结合强度、涂层硬度、耐锌液腐蚀能力及热震性能。通过观察涂层扫描电镜照片发现，涂层由 Co 基体以及 WC 硬质相颗粒组成。涂层中有 2%面积的空隙。各涂层的结合强度以及硬度数值相近，并且足够满足镀锌生产要求。在 450℃熔融锌液连续腐蚀试验中，由粒度分布均匀、形状圆润的 WC-12Co 热喷涂粉末制备的涂层有效保护母材超过 15 天，耐锌液腐蚀性能最好。通过对腐蚀试件金相照片、能谱及 X 射线衍射试验的分析而知，WC 硬质相在熔融锌液中基本没有发生变化，涂层失效与基体的成分变化有很大关系。基体在锌液腐蚀下生成 Co-Zn 化合物，引发横向裂纹而导致涂层剥落是涂层失效的主要原因。在热震实验中，Co-Cr-WC 涂层试件于第二十九次热冲击后首先失效。通过对失效试件金相形貌观察得知，涂层的高温韧性较差，反复热冲击下涂层中差生了横向裂纹，引发涂层脱落。
综合所做试验得出结论，粒度均匀形状圆润的 WC-12Co 喷涂粉末所制备的涂层各方面性能最为优秀。
关键词：超音速火焰喷涂，沉没辊，热镀锌，失效机制
|
