作者简介

第一作者 杨康 安徽工业大学 资格副教授

专注于热喷涂研究，发表SCI/EI论文10余篇。

通讯作者 张世宏 安徽工业大学 二级教授

专注于表面改性及涂层研究，在Acta Materialia等期刊发表论文80余篇，授权发明专利25件，制订国际标准5项，获安徽省科技进步一等奖2项（排名第1）。入选2020年度“长江学者奖励计划”，兼任教育部重点实验室主任、PVD涂层ISO分委会主席。

文章简介

冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望

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概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性。针对连铸结晶器铜板表面修复强化，热喷涂技术具有取代传统电镀技术的潜力，所制备热喷涂层具有优异的热导率、耐腐蚀性、耐磨损性等，其中WC-Co系列和NiCr-Cr3C2系列是最具代表性的两种涂层材料。针对热镀锌铝锅组件表面防护，热喷涂技术可以取代传统的表面涂覆及表面渗镀技术，制备出具有高结合强度的高性能涂层，有效提高耐液锌腐蚀性能，涂层材料体系主要有陶瓷及金属陶瓷材料。针对高温炉辊表面热喷涂防护，低温段常用涂层为WC-Co，中温段常用涂层为Cr3C2-NiCr，高温段常用涂层为陶瓷、金属陶瓷以及金属陶瓷+稀土氧化物涂层等。展望了热喷涂技术在冶金领域的发展方向。

关键词：冶金；连铸结晶器铜板；热镀锌铝锅；高温炉辊；热喷涂；高温；腐蚀；磨损

热喷涂技术原理示意图

抗热疲劳耐磨碳化物基复合涂层的制备及应用

耐熔融锌腐蚀试验结果

锌在WC-Co 涂层中的扩散示意图

抗熔蚀磨损的碳化钨/硼化钼基复合涂层的制备及应用

抗高温结瘤陶瓷复合涂层制备及应用

锰堆积形成机理示意图

结语及展望

通过热喷涂技术可赋予工件材料表面优异的服役性能（如抗高温氧化、耐磨损、耐腐蚀、抗结瘤），从而达到严苛服役环境下冶金关键设备的防护及寿命延长的目的。但是也要看到，虽然我国是钢铁生产大国，但距离钢铁冶金强国还有相当长的路要走。如何进一步发展和应用绿色可持续发展的热喷涂制造技术，是实现我国通向钢铁冶金强国的必要途径。

冶金领域关键设备表面防护涂层的制备大多采用进口的热喷涂设备（包括超音速火焰喷涂、等离子喷涂、冷喷涂等），国产喷涂系统无论在性能方面，还是在价格方面，都具有一定劣势。因此，大力发展高质量、高效率、高稳定性的国产热喷涂设备及工艺是国内科研院所及企业的重要使命。

经过多年的发展，国产热喷涂粉末在成分及粒度控制方面有了长足的进步，部分粉末的质量已达到甚至超过国外竞争产品。但高纯度、高质量涂层制备所用粉末对国外厂家的依赖程度依然很高，满足新型喷涂技术（如冷喷涂）要求并具有特殊性能的高纯粉末的国产化道路任重而道远。

新型涂层材料及结构体系设计依然是热喷涂技术未来发展的关键方向。需要开展系统而深入的基础研究，并在此基础上实现热喷涂技术在钢铁冶金领域更加深入、广泛的实际生产应用。

引文格式：

杨康，陈诚，徐国正，张世宏*.冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望[J]. 表面技术, 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.