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利用超音速火焰喷涂技术,在不同粘结层上制备了NiCr-Cr3C2金属-陶瓷梯度涂层,通过对梯度涂层的粘结层设计、金属-陶瓷层陶瓷相含量、喷涂参数以及退火工艺的调整,开发出实用性高的梯度涂层,以用来改善结晶器铜板的表面性能。所制备的涂层从基体至金属陶瓷层具有硬度和热膨胀系数缓和过渡。利用X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机、显微硬度计、销盘摩擦磨损仪以及台阶仪等对涂层的组织结构、结合强度、显微硬度以及摩擦磨损性能进行了系统研究,主要结果如下:NiCr-Cr3C2金属-陶瓷层的主要物相为NiCr和Cr3C2,并有少量的Cr7C3和Cr2O3。喷涂氧气流量的降低能够显著降低金属-陶瓷层中碳化物的分解,抑制NiCr相在喷涂过程中的氧化。当退火温度低于800℃时,金属-陶瓷层中仅有极少量的碳化物发生分解且没有NiCr相被氧化,说明金属-陶瓷层在800℃以内退火能够具有良好的高温稳定性和抗氧化性能。HVOF喷涂的Ni Cr粘结层和NiCr-Cr3C2金属-陶瓷层呈典型的条状结构并存在一定的孔隙,金属-陶瓷层孔隙率随着Cr3C2陶瓷相的含量升高而降低,而随着退火温度的升高略微降低。梯度涂层GC1和GC2的金属-陶瓷层显微硬度分别约为370 HV和600 HV,退火后硬度分别降低为300 HV和550 HV。CrZrCu基体经600℃、700℃和800℃退火后硬度分别下降了8.22%、21.86%和50.62%;梯度涂层GC1-Ni-NiCr、GC1-Ni和GC1-NiCr的结合强度分别为24 MPa、69 MPa和15 MPa。退火后,梯度涂层GC1-NiCr的结合强度明显提升（大于70 MPa）。梯度涂层GC2-Ni和GC2-NiCr的结合强度分别为73 MPa和40 MPa,而退火后梯度涂层GC2-Ni和GC2-NiCr的结合强度均大于70 MPa。在磨损载荷为20 N条件下,以电镀Ni+HVOF NiCr为粘结层梯度涂层的耐磨性最差,以HVOF Ni Cr为粘结层梯度涂层的耐磨性略优于以电镀Ni为粘结层梯度涂层的耐磨性;退火后,梯度涂层的耐磨性均有所提升。在5 N载荷磨损下,梯度涂层的耐磨性与粘结层设计无关,而与金属-陶瓷层的硬度成反比。