CN108950452A - 一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层及其制备方法，主要是用超音速喷涂的方法在基辊材质为SUS316L沉没辊表面喷涂一层具备较高硬度、良好的耐热和耐高温磨损性能的涂层。喷涂粉末为WC‑WB‑Co‑Cr 60/30/5/5，成分为C：3.5～4.5％,B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余的为W。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中的涂层中使用B，其抗粘铝渣性能好，使用Cr，其耐磨损性能好，整体涂层具有良好的热震性能、优良的抗铝液腐蚀性能和耐高温性能，可达700℃，且有较高的粉末利用率，可以很好地节约成本；本发明中的涂层能很好适应镀铝硅生产线的工况要求，为零部件表面提供良好的保护，延长了使用寿命。

Description

一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种材料表面处理技术，尤其涉及的是一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层及其制备方法。
背景技术
连续镀铝硅生产线上的沉没辊工作温度为650℃～700℃，沉没辊受到活性很强的熔融铝硅合金液的腐蚀产生凹坑，并粘附铝渣，在带钢的张力作用下发生划痕和微裂纹，进而影响带钢的质量，沉没辊的损耗较大，需要经常更换，增加了生产成本，也影响了生产效率。目前国内镀铝硅线的沉没辊基体材质有两种，一种为SUS316L，另一种为耐热铸钢。辊体的耐磨性和耐腐蚀性不太好，使用寿命一般2～3天时间。
连续热镀锌生产线的沉没辊使用超音速喷涂WC-12Co材料，来增强耐磨性和耐腐蚀性能，但由于连续热镀铝硅线的沉没辊工作温度比热镀锌线的工作温度高，使用超音速喷涂WC-12Co已不能满足条件的需要，目前国内因没有合适喷涂粉末，所以镀铝硅线的沉没辊都没有喷涂层，使得最终铝硅线沉没辊的表面性能和使用寿命大大的降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：连续镀铝硅生产线上的沉没辊损耗较大，需要经常更换，增加了生产成本，也影响了生产效率，提供了一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层，所述涂层按重量计，包括C：3.5～4.5％，B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余为W。
进一步的，所述涂层中，WC：WB：Co：Cr为60：30：5：5。
进一步的，所述涂层的粒度范围是10～45μm。
进一步的，所述涂层厚度为80～120μm，孔隙率≤1％，硬度为1100～1400HV0.3，结合强度≥70MPa。
一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
a、对沉没辊表面进行除锈去污至辊面光洁；
b、对步骤a处理之后的沉没辊表面进行喷砂处理，使其达到Ra3～8的粗糙度；
c、将喷涂材料装入喷枪设备开始对经过步骤b处理过的沉没辊表面进行喷涂；
d、将喷涂结束后的沉没辊在空气中冷却至室温，并用气枪吹净得到涂层A。
进一步的，所述步骤c喷涂过程中氧气消耗量：800～860升/分钟，煤油消耗量：21.8～25.4升/小时。
进一步的，所述步骤c喷涂过程中送粉速度：60.0～90.0克/分钟，喷涂距离：320～360毫米。
进一步的，所述步骤c喷涂过程中喷涂层数：12～24层。
一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的封孔固化方法，包括以下步骤：
e、将封孔剂均匀刷涂于步骤d所得涂层A的表面，并使其充分渗入到涂层A的孔隙中，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理；
f、将封孔剂第二次刷涂于在步骤e处理之后的涂层A上，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理得涂层B；
g、将封孔剂再次刷涂于步骤f处理之后的涂层B上，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理得所述涂层，即可完成对沉没辊表面的封孔固化。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中制备的涂层具有良好的热震性能、耐高温性能、良好抗粘铝渣性能、耐磨损性能和优良的抗铝液腐蚀性能，且有较高的粉末利用率，可以很好地节约成本；本发明中的涂层能很好适应镀铝硅生产线的工况要求，为零部件表面提供良好的保护，延长了使用寿命，使用本发明涂层的沉没辊在铝液中浸泡使用120小时以上，涂层仍然正常，不发生脱落。
附图说明
图1是沉没辊涂层和封孔轮廓图；
图2是沉没辊涂层封孔固化曲线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，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和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
1、沉没辊喷涂前预处理
(1)将沉没辊表面进行除锈去污，至辊面光洁；
(2)对上述步骤(1)处理之后的沉没辊表面喷砂处理，使用直射型喷砂机，由喷砂房内机械手持喷砂枪对沉没辊辊面进行喷砂毛化处理，采用20～60目的白刚玉砂，喷砂后辊面粗糙度达到Ra3～8。
2、超音速喷涂，开启设备进行喷涂
(1)喷枪：选用喷枪；
(2)喷涂材料：WC-WB-Co-Cr 60/30/5/5，成分为C：3.5～4.5％,B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余的为W；粉末粒度范围10～45μm。
(3)氧气消耗量：800标准升/分钟；
(4)煤油消耗量：21.8升/小时；
(5)送粉速度：60克/分钟；
(6)喷涂距离：320毫米；
(7)沉没辊转一圈机械手移动5mm；
(8)预热温度：80～120℃；
(9)喷涂层数：24；
喷涂结束后在空气中冷却至室温，并用气枪吹净涂层表面；
3、封孔固化处理
如图1和图2所示，使用专利ZL201210395838.6复合封孔剂，它分为三层，底层封孔剂的组成为：H2O+SiO2+Al2O3+CrO3；中间层封孔剂的组成为：H2O+CrO3；顶层封孔剂的组成为：H2O+BN+CrO3对沉没辊涂层进行封孔处理。首先使用刷涂方法将底层封孔剂均匀、薄薄地涂覆于热喷涂涂层表面，并使其充分渗入到涂层的孔隙中，将封孔的热喷涂涂层在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理；然后依次刷涂中间层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理；最后刷涂顶层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理在450℃下固化3h，。即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
1、沉没辊喷涂前预处理
(1)将沉没辊表面进行除锈去污，至辊面光洁；
(2)对上述步骤(1)处理之后的沉没辊表面喷砂处理，使用直射型喷砂机，由喷砂房内机械手持喷砂枪对沉没辊辊面进行喷砂毛化处理，采用20～60目的白刚玉砂，喷砂后辊面粗糙度达到Ra3～8。
2、超音速喷涂，开启设备进行喷涂
(1)喷枪：选用喷枪；
(2)喷涂材料：WC-WB-Co-Cr 60/30/5/5，成分为C：3.5～4.5％,B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余的为W；粉末粒度范围10～45μm。
(3)氧气消耗量：830标准升/分钟；
(4)煤油消耗量：23.6升/小时；
(5)送粉速度：75克/分钟；
(6)喷涂距离：340毫米；
(7)沉没辊转一圈机械手移动5mm；
(8)预热温度：80～120℃；
(9)喷涂层数：18；
喷涂结束后在空气中冷却至室温，并用气枪吹净涂层表面；
3、封孔固化处理
使用专利ZL201210395838.6复合封孔剂，它分为三层，底层封孔剂的组成为：H2O+SiO2+Al2O3+CrO3；中间层封孔剂的组成为：H2O+CrO3；顶层封孔剂的组成为：H2O+BN+CrO3对沉没辊涂层进行封孔处理。首先使用刷涂方法将底层封孔剂均匀、薄薄地涂覆于热喷涂涂层表面，并使其充分渗入到涂层的孔隙中，将封孔的热喷涂涂层在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理；然后依次刷涂中间层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理；最后刷涂顶层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理，在475℃下固化2h。即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。
其他实施方式和实施例1相同。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
1、沉没辊喷涂前预处理
(1)将沉没辊表面进行除锈去污，至辊面光洁；
(2)对上述步骤(1)处理之后的沉没辊表面喷砂处理，使用直射型喷砂机，由喷砂房内机械手持喷砂枪对沉没辊辊面进行喷砂毛化处理，采用20～60目的白刚玉砂，喷砂后辊面粗糙度达到Ra3～8。
2、超音速喷涂，开启设备进行喷涂
(1)喷枪：选用喷枪；
(2)喷涂材料：WC-WB-Co-Cr 60/30/5/5，成分为C：3.5～4.5％,B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余的为W；粉末粒度范围10～45μm。
(3)氧气消耗量：860标准升/分钟；
(4)煤油消耗量：25.4升/小时；
(5)送粉速度：90克/分钟；
(6)喷涂距离：360毫米；
(7)沉没辊转一圈机械手移动5mm；
(8)预热温度：80～120℃
(9)喷涂层数：12；
喷涂结束后在空气中冷却至室温，并用气枪吹净涂层表面；
3、封孔固化处理
使用专利ZL201210395838.6复合封孔剂，它分为三层，底层封孔剂的组成为：H2O+SiO2+Al2O3+CrO3；中间层封孔剂的组成为：H2O+CrO3；顶层封孔剂的组成为：H 2O+BN+CrO3对沉没辊涂层进行封孔处理。首先使用刷涂方法将底层封孔剂均匀、薄薄地涂覆于热喷涂涂层表面，并使其充分渗入到涂层的孔隙中，将封孔的热喷涂涂层在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理；然后依次刷涂中间层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理；最后刷涂顶层封孔剂，再采用相同的固化工艺进行固化处理，在500℃下固化1h。即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。
其他实施方式和实施例1相同。
将实施例1～3所得成品的性能进行检测，结果如表1：
表1检验结果
单位 实施例1 实施例2 实施例3
涂层厚度 mm 0.112 0.096 0.088
结合强度 MPa 82 85 88
孔隙率 ％ 0.55 0.46 0.60
表面硬度 HV1 1325 1276 1352
由上述表格可得知，该涂层产品的结合强度＞80MPa，孔隙率在0.4％～0.6％的范围内，表面硬度＞1200HV1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层，其特征在于，所述涂层按重量计，包括C：3.5～4.5％，B：1～2％，Co：4～6％，Cr：4～6％，其余为W。
2.根据权利要求1所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层，其特征在于，所述涂层中，WC：WB：Co：Cr为60：30：5：5。
3.根据权利要求1所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层，其特征在于，所述涂层的粒度范围是10～45μm。
4.根据权利要求1所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层，其特征在于，所述涂层厚度为80～120μm，孔隙率≤1％，硬度为1100～1400HV0.3，结合强度≥70MPa。
5.一种如权利要求1所述的镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、对沉没辊表面进行除锈去污至辊面光洁；
b、对步骤a处理之后的沉没辊表面进行喷砂处理，使其达到Ra3～8的粗糙度；
c、将喷涂材料装入喷枪设备开始对经过步骤b处理过的沉没辊表面进行喷涂；
d、将喷涂结束后的沉没辊在空气中冷却至室温，并用气枪吹净得到涂层A。
6.根据权利要求5所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的制备方法，其特征在于：所述喷涂过程中氧气消耗量：800～860升/分钟，煤油消耗量：21.8～25.4升/小时。
7.根据权利要求5所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的制备方法，其特征在于：所述喷涂过程中送粉速度：60.0～90.0克/分钟，喷涂距离：320～360毫米。
8.根据权利要求5所述的一种镀铝硅线沉没辊用喷涂涂层的制备方法，其特征在于：所述喷涂过程中喷涂层数：12～24层。
9.一种利用如权利要求5所述喷涂涂层的制备方法的封孔固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
e、将封孔剂均匀刷涂于步骤d所得涂层A的表面，并使其渗入到涂层A的孔隙中，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理；
f、将封孔剂第二次刷涂于在步骤e处理之后的涂层A上，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理得涂层B；
g、将封孔剂再次刷涂于步骤f处理之后的涂层B上，在450～500℃温度下，进行1～3小时的固化处理得所述涂层，即可完成对沉没辊表面的封孔固化。
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