石墨槽和耐火材料槽是有色冶金行业的出铜槽,现已被铜溜槽所取代。铜溜槽由紫铜浇铸而成。由于铜溜槽迎火表面长期受铜液铜渣的冲刷会导致其性能降低乃至不能进一步使用,因此用户对铜溜槽使用寿命提出更高要求,在其溜槽表面制备一层耐高温冲刷涂层是提高寿命的途径之一。由于铜及其铜合金独特的物理化学性能,不能局部加热导致在其表面进行焊接成为难题,因此本文采用表面涂层技术在铜溜槽表面制备耐高温冲蚀的Ni60合金涂层,结合紫铜与镍的各种相近综合性能,制备了一种新型耐高温冲蚀、高硬度、高结合强度与制作简单的Ni60合金涂层。采用ZK-F-8000型超音速火焰喷涂工艺,通过多因素多水平多目标可视化设计法设计了4因素10水平的10组紫铜基体上制备Ni60合金涂层的试验。利用3V成分分析光谱仪、BT-9300ST激光粒度分布仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)、能谱(EDS)等仪器对涂层组织织和喷涂合金粉末进行微观形貌表征,同时采用数显显微硬度计、电子万能材料试验机、涂层测厚仪、表面粗糙度仪(TR200)等仪器对涂层的硬度、涂层与基体结合强度、涂层厚度、表面粗糙度等进行了分析测试。探究其工艺参数(氧气流量、载气流量、燃油流量、送粉电压)对Ni60合金涂层结合强度、涂层厚度、显微硬度的影响,研究结果如下:1)试样的截面宏观形貌主要由三部分组成,分别为表面涂层组织、涂层-紫铜基体界面和紫铜基体。对涂层微观形貌进行了分析,结果表明:涂层与紫铜基体结合致密,且结合界面处无明显的缺陷和颗粒夹杂物。合金涂层物相主要可能有Cr3C2、Cu2O、Cu、CrsSi3、Ni相组成,同时存在Cu2O相。2)通过多因素多水平多目标可视化分析法分析出燃油量影响涂层厚度、硬度及结合强度,其他试验因素:氧气流量、送粉电压、载气流量对技术指标几乎不影响,因此对燃油量的影响着重研究并优化出工艺参数范围:送粉电压5.5～7.5 V,氧气流量445～640L/h,载气流量415～450 L/h,燃油流量35～37 L/h,在这工艺参数范围内选取三组参数进行验证试验,并测得其涂层厚度均大于1000μm、显微硬度均大于650HV0.1、结合强度均大于70 MPa,这很符合试验设计与拟合的技术指标。3)在铜溜槽加工余量的样块上试验与验证后,将其转化在铜溜槽实际喷涂应用当中,使用优化后的工艺参数:送粉电压5.5～7.5V,燃油流量35～37L/h,载气流量415～450L/h,氧气流量445～640L/h。在铜溜槽表面制备Ni60合金耐高温冲刷涂层,测得涂层的硬度在550 HV(较紫铜60 HV有很大提升);用涂层测厚仪测得厚度在1000μm左右。此次在铜溜槽表面采用超音速火焰喷涂制备Ni60合金涂层可以满足在实际生产中对工件表面进行预保护涂层的制备。