连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO 2 +WC混合型热障涂层的研究

发布时间：2021-03-08 12:53

　　拉矫辊作为连铸机中的重要部件,长期处于1000℃左右高温、水冷交变等复杂工况下,辊面的热疲劳寿命会降低,磨损加剧;由于接触导热,拉矫辊两端轴承会因润滑失效而降低寿命。然而拉矫辊及配套零件在更换过程中费时费力,严重影响到钢坯的生产效率及企业的经济效益,因此提升连铸机拉矫辊及相关配件的寿命显得十分重要。其中提升阻热和耐磨是延长拉矫辊及相关配件寿命的重要途径。等离子喷涂技术是应用广泛的表面强化技术,通过等离子喷涂技术制备的涂层可以有效提升基体的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。作为一种常见的等离子喷涂材料氧化锆是一种低热导率、耐高温、抗氧化的陶瓷涂层材料,广泛应用于航空航天、涡轮机叶片等领域。而碳化钨是一种高耐磨的合金材料。本课题通过复合的方法在拉矫辊表面制备出一层氧化锆与碳化钨的混合涂层,旨在提升拉矫辊的耐磨性及阻热性,延长拉矫辊的使用寿命。由于拉矫辊设备成本高,实验检测难度大,因此这里通过实验对连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO₂+WC混合型热障涂层进行可行性研究。本课题首先通过机械混合制备了质量比1:1的ZrO₂-8%Y₂O

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

连铸系统

拉矫辊结构

第1章绪论-3-（1）辊面磨损连铸过程中拉矫辊辊面不断接触高温板坯，辊面的热疲劳强度降低，同时厚重板坯给予拉矫辊较大的机械负载，在这样高温、负载等恶劣的环境下辊面磨损加剧。（2）辊面龟裂如图1-3所示为辊面龟裂失效，这是由于拉矫辊在不断与高温板坯接触的同时芯部持续水冷降温，拉矫辊辊面会产生交变热应力，导致热变形，长此以往拉矫辊辊面机械疲劳强度下降，产生微裂纹，在复杂环境的作用下，微裂纹拓展形成辊面龟裂[8,9]。图1-3辊面龟裂（3）拉矫辊断裂连铸机拉矫辊在服役过程由于多重应力作用，表面会产生纵向或环状裂纹，其中较大的环状裂纹会逐渐加深，最终导致拉矫辊在环状裂纹处发生断裂[10]。（4）拉矫辊两端轴承失效高温板坯通过接触传热，将板坯热量传递至拉矫辊，一部分热量随着拉矫辊冷却系统散失，但仍有不少能量通过拉矫辊传递到两端轴承，随着拉矫辊两端轴承温度的上升，会加速轴承润滑油的散失，导致轴承润滑失效，图1-4为轴承润滑失效。图1-4轴承润滑失效


本文编号：3071078