拉矫辊作为连铸机中的重要部件,长期处于1000℃左右高温、水冷交变等复杂工况下,辊面的热疲劳寿命会降低,磨损加剧;由于接触导热,拉矫辊两端轴承会因润滑失效而降低寿命。然而拉矫辊及配套零件在更换过程中费时费力,严重影响到钢坯的生产效率及企业的经济效益,因此提升连铸机拉矫辊及相关配件的寿命显得十分重要。其中提升阻热和耐磨是延长拉矫辊及相关配件寿命的重要途径。等离子喷涂技术是应用广泛的表面强化技术,通过等离子喷涂技术制备的涂层可以有效提升基体的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。作为一种常见的等离子喷涂材料氧化锆是一种低热导率、耐高温、抗氧化的陶瓷涂层材料,广泛应用于航空航天、涡轮机叶片等领域。而碳化钨是一种高耐磨的合金材料。本课题通过复合的方法在拉矫辊表面制备出一层氧化锆与碳化钨的混合涂层,旨在提升拉矫辊的耐磨性及阻热性,延长拉矫辊的使用寿命。由于拉矫辊设备成本高,实验检测难度大,因此这里通过实验对连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO₂+WC混合型热障涂层进行可行性研究。本课题首先通过机械混合制备了质量比1:1的ZrO₂-8%Y₂O₃（8YSZ）和WC20Cr7Ni的混合粉末,利用等离子喷涂技术在拉矫辊表面及H13钢表面制备出镍包铝打底的混合涂层。通过扫描电镜分析了试件断面元素分布;设计阻热实验,对喷涂混合涂层、无涂层、氧化锆涂层及碳化钨涂层的H13钢试件进行阻热性能分析。结果表明混合涂层阻热效果优于无涂层与碳化钨涂层试件,接近氧化锆涂层试件。然后,对混合涂层试样进行硬度表征,并设计轧制实验检验混合涂层耐磨性及结合强度。结果表明混合涂层硬度超过1200HV远优于氧化锆涂层的800HV,但相比碳化钨涂层的1400HV要差。而混合涂层的耐磨性是氧化锆涂层的5-6倍,并且结合强度满足拉矫辊的实际工况要求。最后,对混合涂层的热冲击性能进行研究,检验混合涂层在拉矫辊剧烈温变环境下的抗热疲劳性能。设计了热冲击实验装置,进行热冲击试验,通过金相、EDS、XRD等对热冲击前后混合涂层进行分析。结果发现混合涂层在热冲击100次没有发生宏观剥落,并且混合涂层具有较好的相稳定性,但混合涂层内部存在一定量的孔隙,会加速涂层的局部剥落,并且在膨胀失配等因素的共同作用下长时间工作也将导致涂层的失效。