[1]张棣尧,袁磊,于景坤*.薄带连铸结晶辊涂层研究进展[J].电镀与精饰,2023,(4):94-99.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.04.015]
　Zhang Diyao,Yuan Lei,Yu Jingkun*.Research progress on coating of crystallization roller used for thin strip continuous casting and rolling[J].Plating & Finishing,2023,(4):94-99.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.04.015]
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薄带连铸结晶辊涂层研究进展
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《电镀与精饰》[ISSN:1001-3849/CN:12-1096/TG]

卷:
期数:
2023年4
页码:
94-99
栏目:
出版日期:
2023-04-15

文章信息/Info

Title:
Research progress on coating of crystallization roller used for thin strip continuous casting and rolling
作者:
（东北大学 冶金学院，辽宁 沈阳 110819）
Author(s):
（School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China）
关键词:
双辊薄带连铸; 结晶辊; 电镀; 热喷涂; 激光熔覆
Keywords:
twin-roll strip casting ;  c rystallization roller ;  electroplating ;  hot spraying ;  laser cladding
分类号:
TG174.44
DOI:
10.3969/j.issn.1001-3849.2023.04.015
文献标志码:
A
摘要:
双辊薄带连铸结晶辊兼有铸辊和结晶器的双重作用，在连铸过程中同时受到高温磨损、热应力以及压应力的多重作用，因此，原来的辊体铜质基质材料不能满足正常的连铸需要，必须选择合适的涂层材料和工艺对其表面进行涂层处理。目前，采用电镀、化学镀、热喷涂、冷喷涂以及激光熔覆等技术手段可以在结晶辊表面制备一种或多种材料的涂层。电镀、热喷涂以及激光熔覆技术相对成熟，应用最为广泛。涂层材料有单一金属、各类合金，同时可以加入各种添加剂。选用 W 、 Cr 、 Ni 、 Co 等单质金属以及 WC-Co 、 Cr 2 C 3 -Ni-Cr 、 Ni-Cr 等合金可以获得更好的综合性能；添加 Cu 的合金，如 WC-Cu 、 W-Cu 、 Cu-Ni 等，可以获得与铜基体相近的导热系数以及膨胀系数，添加稀土元素可以细化晶粒、降低裂纹倾向。通过表面涂层处理可以大幅度提高薄带连铸结晶辊的使用寿命。
Abstract:
： Crystallization roller used in twin-roll strip continuous casting has the dual functions of casting roll and crystallizer. In the process of continuous casting ， it is simultaneously affected by high temperature wear ， thermal stress and compressive stress. Therefore ， the original copper matrix material of the roll body cannot meet the normal needs of continuous casting ， appropriate coating materials and processes should be used for the surface coating treatment. At present ， one or more materials can be used for the surface coating of crystallization rollers by means of electroplating ， electroless plating ， thermal spraying ， cold spraying and laser cladding. Among them ， electroplating ， thermal spraying and laser cladding technologies are relatively mature and widely used. The coating materials included single metal ， various alloys ， and various additives ， and comprehensive better properties could be obtained by adding different additives. Simple metals such as W ， Cr ， Ni ， Co ， and alloys such as WC-Co ， Cr 2 C 3 -Ni-Cr and Ni-Cr. By using the alloys added with Cu ， such as WC-Cu ， W-Cu ， Cu-Ni ， can obtain thermal conductivity and expansion coefficient similar to that of copper matrix. The addition of rare earth el ements can refine grains and reduce crack tendency. Through the surface coating treatment ， the service life of crystallization roller can be greatly increased.

参考文献/References:



[1] Huang C A, Liu Y W, Chuang C H. The hardening mechanism of a chromium-carbon deposit electroplated from a trivalent chromium-based bath[J]. Thin Solid Films, 2009, 517(17): 4902-4904.

[2] 刘建金 , 崔照雯 , 贾成厂 , 等 . 超音速火焰喷涂 WC-12Co 涂层的滑动磨损特性 [J]. 北京科技大学学报 , 2015, 37(12): 1617-1623.

[3] 邹发夔 , 刘康诚 , 陈漳 , 等 . 铜基体 HVAF 法喷涂 WC-17Co 涂层的组织性能研究 [J]. 辽宁科技学院学报 , 2019, 21(3): 4-8.

[4] 庞新星 . 结晶器铜板耐磨涂层的制备与性能研究 [D]. 青岛 : 山东科技大学 , 2019.

[5] Zhang Y T, Tu Y, Xi M Z, et al. Characterization on laser clad nickel based alloy coating on pure copper[J]. Surface and Coatings Technology, 2008, 202(5): 924-928.

[6] 曲聪凯 . 铜结晶器表面激光熔覆 Ni 基涂层的组织性能研究 [D]. 沈阳 : 东北大学 , 2010.

[7] 马壮 , 董书琳 , 董世知 , 等 . 纯铜表面火焰喷涂陶瓷 / 渗铝复合层及其性能 [J]. 材料保护 , 2012, 45(3): 59-62.

[8] 朱川 , 吴冰阳 , 邹发夔 , 等 . 铜结晶器 HVAF 法喷涂 WC-Cr 3 C 2 -Ni 的试验研究 [J]. 材料与冶金学报 , 2019, 18(4): 286-293.

[9] Li H, Sun J, Zang J, et al. Thermal conductivity of graphene nanoplates reinforced Cu-Cr composite coatings by mechanical alloying method[J]. Surface and Coatings Technology, 2021, 405(8): 126554.

[10] 侯领 , 沈维霞 , 房超 , 等 . 高导热金刚石 / 铝复合材料的高温高压制备 [J]. 高压物理学报 , 2020, 34(5): 053101.

[11] 朱光明 , 常征 . 双辊薄带连铸结晶辊热辊型预报 [J]. 轧钢 , 2010(6): 11-15.

[12] 古一 , 赵培新 . 铜合金表面新型金属陶瓷涂层材料的性能 [J]. 材料保护 , 2017, 50(6): 22-27.

[13] 岳灿甫 . 连铸结晶器铜板及表面处理技术进展 [J]. 材料开发与应用 , 2011, 26(1): 56-60.

[14] 高泽平 . 连铸结晶器铜板及镀层的应用进展 [J]. 特殊钢 , 2007, 28(4): 39-41.

[15] 孔昂 , 宫本奎 , 董志超 . 铜结晶器表面耐磨层材料及制造工艺研究进展 [J]. 山东冶金 , 2016, 38(3): 4-7.

[16] 陈健 , 刘雪飘 , 梁欢 , 等 . CuCrZr 合金表面等离子喷涂 Cr 3 C 2 -NiCr 及 NiAl/Cr 3 C 2 -NiCr 涂层的结合性能 [J]. 焊接学报 , 2012, 33(5): 13-17.

[17] 张颖 , 王佳杰 , 许建平 , 等 . 结晶器 HVOF 功能梯度涂层孔隙率与显微硬度的试验 [J]. 机械制造文摘 : 焊接分册 , 2011(4): 47-48.

[18] 纪朝辉 , 王志平 , 丁坤英 , 等 . 超音速火焰喷涂 CoCrMoSi 涂层的组织与性能 [J]. 材料保护 , 2008, 41(1): 54-56.

[19] 王立平 . 代硬铬镀层材料及工艺 [M]. 北京 : 科学出版社 , 2015, 102-119.

[20] 王培 , 叶源盛 . 钛合金表面激光熔覆 h-BN 固体润滑涂层 [J]. 表面技术 , 2015(8): 44-48, 75

[21] 杨李安卓 , 董仕节 , 罗平 , 等 . 铜电极表面电火花沉积 ZrB 2 -TiB 2 复相涂层 [J]. 材料热处理学报 , 2015(5): 167-172 .

[22] 柯德庆 , 潘应君 . 铜合金表面等离子喷涂 ZrO 2 -Y 2 O 3 和 A1 2 O 3 -TiO 2 涂层的抗高温氧化性能 [J]. 表面技术 , 2014, 43(3): 64-73.

[23] 李超 . 铜基合金表面 FSP 制备 Al 2 O 3 /TiO 2 颗粒增强复合材料改性层的研究 [D]. 南京 : 南京航空航天大学 , 2016.

[24] 胡忠卿 , 王帅星 , 柳鑫 , 等 . 不同镀铬工艺及镀铜预处理对 30CrMnSiA 高强钢疲劳性能的影响 [J]. 表面技术 , 2021, 50(5): 184-192.

[25] Huang C A, Liu Y W, Chuang C H. The hardening mechanism of a chromium-carbon deposit electroplated from a trivalent chromium-based bath[J]. Thin Solid Films, 2009, 517(17): 4902-4904.

[26] 葛文军 , 夏成宝 , 陈名华 . 飞机高强度钢附件的化学镀镍修复工艺 [J]. 电镀与涂饰 , 2011, 30(5): 25-27.

[27] Liu G J, Mao X H, Cao J, et al. Effect of heat treatment on hardness of electroless Ni-P plating [J]. Advanced Materials Research, 2011(228/229): 878-882.

[28] 杜三明 , 刘超 , 蔡宏章 , 等 . 等离子喷涂 Cu-Al 2 O 3 复合涂层制备及摩擦学性能研究简 [J]. 表面技术 , 2019(3): 134-140.

[29] 周夏凉 , 陈小明 , 吴燕明 , 等 . HVOF 制备纳米 WC-10Co 4 Cr 涂层的微观组织及抗冲蚀性能 [J]. 粉末冶金材料科学与工程 , 2018, 23(2): 124-130.

[30] 杨景文 , 李文亚 , 邢词皓 , 等 . 冷喷涂铜涂层研究进展 [J]. 材料保护 , 2022, 55(1): 58-70.

[31] 黄仁忠 , 孙文 , 郭双全 , 等 . 冷喷涂技术的研究进展与应用 [J]. 中国表面工程 , 2020, 33(4): 16-25.

[32] 柳琪 , 王进 , 王小连 , 等 . PVD 涂层工业化应用及发展现状 [J]. 铸造技术 , 2018, 39(2): 440-444.

[33] 罗来马 , 俞佳 , 刘少光 , 等 . 低合金高速钢的物理气相沉积技术应用与发展 [J]. 金属热处理 , 2008, 33(11): 13-16.

[34] 顿易章 , 吴勇 , 张磊 . CVD 法在镍基高温合金表面制备改性铝化物涂层的研究进展 [J]. 金属热处理 , 2018, 43(3): 145-151.

[35] 张福林 , 王旋 , 宋凯强 , 等 . 化学气相沉积钨涂层的研究现状与进展 [J]. 表面技术 , 2020, 49(9): 141-148.

[36] 李晋升 . 结晶器 CuCrZr 合金表面激光熔覆 Cr 3 C 2 -NiCr 及 Cr 3 C 2 -NiCr+Ni60 耐磨涂层的研究 [D]. 镇江 : 江苏科技大学 , 2017.

[37] 房刘杨 , 姚延松 , 闫华 , 等 . 铜合金表面激光熔覆 TiB 2 增强镍基梯度涂层 [J]. 中国激光 , 2017, 44(8): 96-103.

[38] 张维平 , 马海波 . 铜合金表面激光熔覆研究现状 [J]. 机械工程材料 , 2009, 33(9): 6-9.

相似文献/References:

[1]孙小平*,吕春雷.薄带连铸结晶辊表面处理[J].电镀与精饰,2021,(5):43.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2021.05.007]
　SUN Xiaoping*,LV Chunlei.Surface Treatment Technology of Crystallization Roller for Strip Continuous Casting[J].Plating & Finishing,2021,(4):43.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2021.05.007]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期： 2023-01-16 修回日期： 2023-02-10 作者简介： 张棣尧 （ 1996 —）， 男， 博士生， email ： 986959780@qq.com * 通信作者： 于景坤， email ： yujk@smm.neu.edu.cn 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ No. 51932008 、 No. 52074070 ）?/html>
更新日期/Last Update: 2023-04-14