CN103572193B - 一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法。以表面粗糙度小于Ra为1.6μm的辊体作为基材，将所述辊体沿其轴线旋转，所述辊体的旋转速度为n转/分，所述辊体旋转的线速度为S，所述S的取值为0.1~10米/分；以合金粉末作为涂层原料，使用爆炸喷涂设备将所述合金粉末喷涂在所述辊体的表面，所述爆炸喷涂设备的爆炸频率为f次/秒，所述爆炸喷涂设备的喷枪的位移为M毫米/转/分；所述n、S、f和M满足如下关系：M=n×f；且，当S=1~2时，f=4；或当S=2~3时，f=6；或当S=3~4时，f=8。本发明的方法处理的辊体没有喷涂留下的印痕，能够满足高端汽车板生产线对辊体表面质量的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法，属于制作汽车板生产线炉辊涂层的方法技术领域。
背景技术
冷轧薄板和镀锌板是国民生产中不可或缺的重要材料，建筑、家电、电子、汽车等很多领域都会使用冷轧板作为原料来生产产品，当然对于钢板表面质量的要求也是不同的，以汽车用钢板要求最高，尤其是高质量汽车用板的要求堪称苛刻。国内的钢铁企业很难制造出可供高端汽车使用的钢板，绝大部分的高质量汽车用板均依赖进口，国内少数几家能够生产汽车用板的钢厂也均使用的是国外技术和设备。
高质量冷轧板的生产一般都使用连续退火线，镀锌板使用连续镀锌线，在生产线上使用的炉辊无疑是影响最终板带质量的一个关键部件，炉辊的表面质量直接决定最终的产品质量。国内有些公司在提高炉辊使用寿命和表面质量上做了很多有益尝试，其中使用爆炸喷涂对炉辊表面喷涂耐高温氧化和结瘤的涂层是应用较为成功的一种方法，经过实践检验确实能够提高炉辊的使用寿命。
爆炸喷涂技术在国内的应用已经有二三十年的时间了，尤其是进入21世纪以来，爆炸喷涂技术发展很快，在航空航天及钢铁冶金等领域有了较为广泛的应用。使用爆炸喷涂制作的高温炉辊涂层能够解决炉辊使用寿命的问题，但是由于现有的爆炸喷涂是一种脉冲式的喷涂方式，因此会在炉辊的表面留下印痕，这些印痕无法通过简单的抛光等方法去除。这样的炉辊使用在生产线上生产出的钢板表面会有极细小的印痕，只能用做建筑或家电用板，无法用作汽车用板，更加无法满足高端汽车用板的要求。
许多公司及研究机构都对此进行过研究，但是均不能在脉冲式的喷涂过程中完全消除产生的这些印痕。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，即由于现有的爆炸喷涂是一种脉冲式的喷涂方式，因此会在炉辊的表面留下印痕，这些印痕无法通过简单的抛光等方法去除。这样的炉辊使用在生产线上生产出的钢板表面会有极细小的印痕，只能用做建筑或家电用板，无法用作汽车用板，更加无法满足高端汽车用板的要求。许多公司及研究机构都对此进行过研究，但是均不能在脉冲式的喷涂过程中完全消除产生的这些印痕。进而提供一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法，步骤如下：以表面粗糙度小于Ra为1.6μm的辊体作为基材，将所述辊体沿其轴线旋转，所述辊体的旋转速度为n转/分，所述辊体旋转的线速度为S，所述S的取值为0.1-10米/分；以合金粉末作为涂层原料，使用爆炸喷涂设备将所述合金粉末喷涂在所述辊体的表面，所述爆炸喷涂设备的爆炸频率为f次/秒，所述爆炸喷涂设备的喷枪的位移为M毫米/转/分；所述n、S、f和M满足如下关系：
M＝1.2×n×f；
且，当S＝1-2时，f＝4；或当S＝0.8π时，f＝4；或当S＝3-4时，f＝8。
优选的，还包括对所述辊体进行表面预处理的步骤。
优选的，对所述辊体进行表面预处理的步骤具体为:
以1-50米/分的线速度旋转所述辊体，使用粒度为14目-200目的白刚玉或棕刚玉对所述高温炉辊的表面进行喷砂处理。
优选的，对所述辊体进行爆炸喷涂时的喷涂距离10-500毫米。
优选的，所述爆炸喷涂设备中使用氧气和燃气混合点燃产生爆炸波。
优选的，所述氧气的供气量为0.1-2.5立方米/小时，供气压力0.1-0.9MPa。
优选的，所述燃气的供气量为0.1-2.5立方米/小时，供气压力0.01-0.5MPa。
优选的，所述合金粉末的送粉量为1-100克/分钟。
本发明和现有技术相比具有如下优势。本发明通过控制辊体旋转速度、爆炸频率和喷枪位移，可以在辊体表面形成均匀一致的涂层，采用本发明的方法处理的辊体能够满足高端汽车板生产线对辊体表面质量的要求。
附图说明
图1为本发明实施例1炉辊喷涂后的表面形貌照片；
图2为本发明实施例2炉辊喷涂后的表面形貌照片；
图3为本发明比较例炉辊喷涂后的表面形貌照片。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本实施例所涉及的一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法，其步骤为：
以表面粗糙度小于Ra为1.6μm的辊体作为基材，将所述辊体沿其轴线旋转，所述辊体的旋转速度为n转/分，所述辊体旋转的线速度为S，所述S的取值为0.1-10米/分；
以合金粉末作为涂层原料，使用爆炸喷涂设备将所述合金粉末喷涂在所述辊体的表面，所述爆炸喷涂设备的爆炸频率为f次/秒，所述爆炸喷涂设备的喷枪的位移为M毫米/转/分；所述n、S、f和M满足如下关系：
M＝1.2×n×f；
且，当S＝1-2时，f＝4；或当S＝0.8π时，f＝4；或当S＝3-4时，f＝8。
本发明所述辊体优选指金属材质的回转体，具体例子可以为轧辊、高温炉辊，但不限于此。本发明中，辊体表面粗糙度优选为小于Ra为1.6μm，更优选为0.5μm-1.5μm。所述合金粉末可以为本领域技术人员熟知的用于表面处理的合金粉末，具体例子可以为镍系合金粉末，优选的如NiCrAlY等。
在对所述辊体进行爆炸喷涂之前，还包括对所述辊体进行表面预处理的步骤，所述表面预处理具体包括：先洗掉辊体表面的油污，洗掉油污的方法可以用洗衣粉、洗涤灵等，对此本发明并无特别的限制；洗掉油污之后，优选使用丙酮清洗辊体的表面，然后常温干燥去掉丙酮。
使用丙酮清洗辊体表面之后，可以对辊体进行喷砂处理，所述喷砂处理具体包括：先对辊体表面进行预热，预热温度优选为50℃-180℃，更优选为65℃-135℃；预热后，旋转辊体，使用粒度为14目-200目，优选为20目-100目的白刚玉或棕刚玉对辊体表面进行喷砂处理；喷砂处理时辊体的旋转线速度优选为1米/分-50米/分，更优选为10米/分-40米/分。
对于喷涂设备，本发明并无特别的限制，优选使用俄罗斯第聂伯Ⅲ型喷枪，对此本发明并无特别限制。
以下以具体实施例说明本发明的效果，但本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
本实施例中使用的辊体为高温炉辊，规格为φ800×2000mm；炉辊表面粗糙度Ra为0.8μm-1.2μm；本实施例中使用的喷涂粉末为70％CoCrTaAlY+30％Al2O3粉末(北京矿冶研究总院金属所生产的钴铬铝钇钽合金粉末)；
按照如下步骤：
1)表面预处理：
a)先用洗衣粉溶液清洗炉辊表面；b)用丙酮清洗炉辊表面，常温干燥将丙酮蒸干；c)将炉辊表面预热到70℃；d)使用46目白刚玉对炉辊表面进行喷砂，喷砂时炉辊的线速度为15米/分钟；
b)保持炉辊表面温度在70℃，使用氧气和乙炔点燃产生爆炸波，氧气流量为0.9m3/小时，氧气压力为0.3MPa；乙炔流量为0.8m3/小时，乙炔压力为0.1MPa；爆炸频率为4次/秒，使用纯净水作为冷却介质；
喷涂过程中，炉辊的转速为1转/分钟，喷枪横向位移为4.8mm/转，喷涂距离为175毫米，喷涂线速度为2.51米/分钟，送粉量为5克/分钟。
重复喷涂四次，炉辊表面如图1所示，涂层均匀一致，没有喷涂留下的印痕。
实施例2
本实施例中使用的辊体为高温炉辊，规格为φ900×1950mm；炉辊表面粗糙度Ra为0.8μm-1.2μm；本实施例中使用的喷涂粉末为70％CoCrTaAlY+10％Al2O3粉末(美国CPP公司生产的CPP17合金粉末)；
按照如下步骤：
1)表面预处理：
a)先用洗衣粉溶液清洗炉辊表面；b)用丙酮清洗炉辊表面，常温干燥将丙酮蒸干；c)将炉辊表面预热到70℃；d)使用46目白刚玉对炉辊表面进行喷砂，喷砂时炉辊的线速度为25米/分钟；
b)保持炉辊表面温度在70℃，使用氧气和乙炔点燃产生爆炸波，氧气流量为0.80m3/小时，氧气压力为0.3MPa；乙炔流量为0.7m3/小时，乙炔压力为0.1MPa；爆炸频率为4次/秒，使用纯净水作为冷却介质；
喷涂过程中，炉辊的转速为68秒/转，喷枪横向位移为4.2mm/转，喷涂距离为175毫米，喷涂线速度为2.51米/分钟，送粉量为6.5克/分钟。
重复喷涂四次，炉辊表面如图2所示，涂层均匀一致，没有喷涂留下的印痕。
比较例1
本比较例中使用的辊体为高温炉辊，规格为φ800×2000mm；炉辊表面粗糙度Ra为0.8μm-1.2μm；本比较例中使用的喷涂粉末为70％CoCrTaAlY+30％Al2O3粉末(北京矿冶研究总院生产的钴铬铝钇合金粉末)；
按照如下步骤：
1)表面预处理：
a)先用洗衣粉溶液清洗炉辊表面；b)用丙酮清洗炉辊表面，常温干燥将丙酮蒸干；c)将炉辊表面预热到70℃；d)使用46目白刚玉对炉辊表面进行喷砂，喷砂时炉辊的线速度为15米/分钟；
b)保持炉辊表面温度在70℃，使用氧气和乙炔点燃产生爆炸波，氧气流量为1.20m3/小时，氧气压力为0.3MPa；乙炔流量为1.3m3/小时，乙炔压力为0.1MPa；爆炸频率为4次/秒，使用纯净水作为冷却介质；
喷涂过程中，炉辊的转速为1转/分钟，喷枪横向位移为10mm/转，喷涂距离为175毫米，喷涂线速度为2.4米/分钟，送粉量为5.5克/分钟。
重复喷涂四次，炉辊表面如图3所示，涂层表面有喷涂留下的印痕。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种使用爆炸喷涂工艺制作汽车板生产线炉辊涂层的方法，其特征在于，以表面粗糙度小于Ra为1.6μm的辊体作为基材，将所述辊体沿其轴线旋转，所述辊体的旋转速度为n转/分，所述辊体旋转的线速度为S，所述S的取值为0.1～10米/分；以合金粉末作为涂层原料，使用爆炸喷涂设备将所述合金粉末喷涂在所述辊体的表面，所述爆炸喷涂设备的爆炸频率为f次/秒，所述爆炸喷涂设备的喷枪的位移为M毫米/转/分；
所述n、S、f和M满足如下关系：M＝1.2×n×f；
且，当S＝1～2时，f＝4；或当S＝0.8π时，f＝4；或当S＝3～4时，f＝8。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对所述辊体进行表面预处理的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述辊体进行表面预处理的步骤具体为：以1～50米/分的线速度旋转所述辊体，使用粒度为14目～200目的白刚玉或棕刚玉对所述辊体的表面进行喷砂处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述辊体进行爆炸喷涂时的喷涂距离为10～500毫米。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述爆炸喷涂设备中使用氧气和燃气混合点燃产生爆炸波。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氧气的供气量为0.1～2.5立方米/小时，供气压力0.1～0.9MPa。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述燃气的供气量为0.1～2.5立方米/小时，供气压力0.01～0.5MPa。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉末的送粉量为1～100克/分钟。
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