等離子束表面冶金技術是近年來得到迅速發(fā)展的一種新的表面涂層技術。經等離子束表面冶金技術處理的鋼制零件一般可達到原使用壽命的4~10倍。檢測表明，等離子束表面處理后的表層顯微硬度明顯提高，達到750HV以上，其主要強化機制為固溶強化和硬質相彌散強化。

      等離子束表面冶金技術經過近幾年的發(fā)展，工藝逐漸趨于成熟，已表現出明顯的技術優(yōu)越性，并獲得了迅速的推廣應用。例如，對煤礦上的易損零件采煤機截齒進行等離子束表面處理，可使其使用壽命提高1倍以上，綜合經濟技術指標顯著提高。目前經過這種等離子束表面處理的截齒已應用于國內大部分煤礦。可以預見，隨著等離子束表面冶金技術工藝的完善和內在機理研究的深入，該技術一定會在更加廣闊的領域內獲得應用。

      最近，北京有色金屬研究總院將等離子束表面冶金技術應用于軋機導輥，取得了很好的效果。導輥是線材軋機中導衛(wèi)裝置的關鍵零件，消耗大、更換頻繁。導輥失效形式主要有磨損、裂紋、斷裂、轉動失靈等，其中高溫磨損失效是最主要的失效形式。目前，常用的導輥為高鉻鑄鋼導輥，其使用壽命為8小時。由于壽命短，價格較高，大大制約了線材的生產效率。北京有色金屬研究總院采用調質45鋼作為導輥心部材料。調質45鋼具有高的屈服強度和疲勞強度，良好的沖擊韌性和塑性，完全能夠滿足導輥在服役條件下的力學性能要求。為提高軋機導輥的耐磨和抗開裂性能，采用等離子熔覆技術，在45鋼表面熔覆Al2O3摻雜Fe-Ni基高溫耐磨合金涂層。其工藝流程為45圓鋼毛坯→導輥毛坯→等離子熔覆→導輥表面打磨處理→等離子合金導輥。

      經檢測，由上述等離子熔覆工藝所獲得的涂層均勻致密，無氣孔無裂紋。由于45鋼基體具有很好的熱傳導性，并且在空氣中冷卻時凝固速度很快，因此所獲涂層的組織及其中的析出相都非常細密、均勻。

      將等離子合金導輥與常規(guī)高鉻鑄鋼導輥相比，其使用壽命顯著提高。高鉻鑄鋼導輥的使用壽命一般在8小時，之后就出現嚴重的磨損溝槽和疲勞裂紋，磨損產生的較深溝槽會發(fā)生粘鋼和卡鋼現象，嚴重影響鋼材的表面質量，從而報廢失效。等離子合金導輥具有顯著的抗磨粒磨損和抗熱疲勞的能力，其平均使用壽命達到138小時;而且，對導輥進行修復后，其平均壽命還可達到96小時，成效十分顯著。

      通過對等離子合金導輥進行綜合評價可知，等離子熔覆技術在軋機導輥上的應用，可以顯著提高軋機導輥的使用壽命，從而減少導輥搬運裝卸成本，降低頻繁更換的勞動強度和因導輥的拆裝搬運所導致的軋鋼工作時間的浪費，并可以增加軋鋼量，節(jié)約大量優(yōu)質鋼材，同時也可降低因導輥損壞造成的安全事故。

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