随着钢铁工业生产水平的不断进步，连铸连轧生产工艺的应用也越来越广泛，作为该工艺的核心部件，结晶器的质量直接影响到连铸机作业率及铸坯质量，因此，对结晶器铜板的表面性能提出了更高的要求。未经任何表面处理的结晶器使用寿命较短，为提高结晶器CuCrZr板的使用寿命，本文采用超音速等离子喷涂的方法在CuCrZr合金表面制备了Cr₃C₂-NiCr涂层、NiAl涂层及NiAl/Cr₃C₂-NiCr复合涂层。在涂层制备过程中对超音速等离子喷涂工艺参数进行了正交优化，结果发现：采用正交优化后的参数进行喷涂，获得的Cr₃C₂-NiCr涂层结合强度可达55.85MPa，NiAl涂层的结合强度高达65MPa，NiAl/Cr₃C₂-NiCr复合涂层的结合强度可达49MPa。借助SEM、EDS、XRD等检测手段对Cr₃C₂-NiCr涂层、 NiAl涂层及NiAl/Cr₃C₂-NiCr复合涂层的微观组织、元素分布及相组成进行了分析，发现正交优化后涂层孔隙率下降，涂层与基体间界面结合质量提高；Cr₃C₂-NiCr涂层与CuCrZr基体间结合方式为机械结合，NiAl涂层与CuCrZr基体间结合方式以机械结合为主，部分区域发生了微冶金结合；Cr₃C₂-NiCr涂层中存在大量的Cr₃C₂、Cr₂₃C₆、Cr₇C₃及NiCr相，保证了涂层具有良好的耐磨、耐蚀性，NiAl涂层中除了原有的Ni、Al两相外，还包含Al₄Ni₃，Al₃Ni₂，AlNi3、NiAl等金属间化合物，在Ni、Al发生反应的同时放出的热量有利于NiAl粉末的熔化。对Cr₃C₂-NiCr涂层、NiAl/Cr₃C₂-NiCr复合涂层热震性能进行的研究表明：NiAl底层的存在有效的减小了Cr₃C₂-NiCr涂层与CuCrZr基体间因热膨胀系数差异而引起的热失配应力，提高了涂层的热震寿命。对Cr₃C₂-NiCr涂层截面的显微硬度分布规律进行研究后发现，Cr₃C₂-NiCr涂层的显微硬度虽存在较大的分散性，但其硬度分布仍服从正态分布，且涂层的硬度处于较高水平，可有效提高CuCrZr基体的耐磨性。此外，还采用了超声冲击的方法对Cr₃C₂-NiCr涂层进行了处理，经超声冲击处理后的Cr₃C₂-NiCr涂层致密度、热震寿命及显微硬度均得到了提高。