本文主要研究热镀锌机组喷碳化钨工艺辊表面喷镀层剥落的原因。加工辊基材为45号钢，表面超声喷涂碳化钨涂层。工艺辊使用不到一年，发现辊面中间的喷涂层脱落。针对辊子表面喷涂层的剥落现象，进行了喷涂材料的成分分析和涂层的显微分析。研究发现，喷涂前的喷砂工序非常关键，在喷涂层脱落的地方可以发现残留的砂粒。通过对涂层断面的分析，进一步证明在喷涂前的喷砂和纹理化过程中，残留的砂粒没有完全去除，在使用过程中会导致喷涂层剥落。
镀锌工艺分为热镀锌和电镀锌。其中，热镀锌工艺因其成本低、方法简便、产品质量明显提高等优点，已成为广泛使用的金属防锈方法之一。热镀锌板已广泛应用于汽车、家电等行业。热镀锌板的生产过程主要包括原板制备、镀前处理、退火、热镀、镀后处理等。在连续退炉中与带钢紧密接触的中温炉辊、翻转辊、矫正辊等辊均称为“工艺辊”。带钢在退火炉中的基本工作状态是在充满氢气的保护气氛中加热到再结晶温度以上，而浸镀设备则是在450°C至480°C的液态锌环境中。在实际应用中，工艺辊存在蠕变、腐蚀等失效形式。例如，在连续退火炉中服役超过十年的轧辊，由于在高温下长期服役，会使材料产生σ相和蠕变孔，轧辊表面会变形，从而导致轧制不均匀的钢带。使用过程中，沉辊浸入熔融锌液中，被活性锌液腐蚀。辊子表面容易发生点蚀，变得粗糙，造成镀锌板表面点蚀缺陷。
为了解决工艺辊的腐蚀磨损问题，不改变基材成分的表面处理是目前常用的工艺措施。例如，通过渗透镀、热喷焊、热喷涂技术等在工艺辊表面形成涂层。涉及的涂层材料包括W-Mo合金、铁-铝金属间化合物、WC-Co系列金属陶瓷、其中，以HVOF碳化钨为代表的喷涂材料已广泛应用于热镀锌汽车板生产线。工艺辊表面喷涂碳化钨后，可大大提高带钢表面质量。 HVOF制备的碳化钨涂层具有良好的结合力，为基材提供了良好的保护。但是，如果喷涂失败并剥落，辊体的基材将直接暴露在外面，导致其迅速失效。因此，为了保证喷涂层能够更好地保护辊系，获得更好的带钢表面质量，有必要对喷涂层失效的原因及影响因素进行研究。
WC-Co涂层在使用过程中会因腐蚀、磨损等原因失效。例如，在颗粒侵蚀作用下会发生空化和磨损，磨损状态与涂层的成分和结构特性有关。在腐蚀介质的作用下，WC相和Co基粘结相发生微观电化学腐蚀。在熔融的锌溶液中，WC相不与锌溶液反应，Co与锌溶液反应形成脆性化合物，可能导致镀层开裂和剥落。钴基碳化钨喷涂涂层会随着时间的推移在锌液中引起表面腐蚀。氯离子的存在也会导致碳化钨喷涂层失效。大气环境和温度也会对磨损程度产生很大影响。本文研究了在热镀锌生产线上仅使用了半年的工艺辊表面碳化钨喷涂层的剥落。通过比较不同的喷砂工艺并进行显微分析，证实碳化钨涂层的剥离与喷涂前的喷砂工艺没有完全去除砂粒有关。
1、测试方法
对在机器上使用仅半年就剥落涂层的工艺辊进行故障分析。工艺辊表面WC-12Co涂层采用普莱克斯JP5000超音速火焰喷枪制备，涂层厚度约150μm。喷涂过程中，喷涂距离380mm，氧气流量2000scfh，煤油流量6.0gph，送粉速度80g/min。现场采集工艺辊表面喷涂层不合格部分和非不合格部分样品进行实验室检测。采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP，Agilent 725ES）检测工艺辊的材料成分，采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析其形貌和元素组成。涂层。为研究喷砂后处理对界面微观结构的影响，对喷砂后的喷涂试件进行空气吹扫和空气吹扫耦合钢刷，对不同喷砂处理后的试件涂层/基材界面进行了对比分析。执行。微观分析。
2、辊面检测
现场观察到的炉外滚筒外观如图1所示。 炉外滚筒表面可见镀层锈迹，锈迹呈斑点析出状态，宏观外观部分是摩尔纹。在工艺辊中间可以看到涂层的剥离区域。工艺辊边缘表面没有明显的锈迹，在本研究中视为非故障部分。在研究过程中，对剥离涂层的结构和成分进行了分析。
