CN207020026U - 一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，属于沉没辊的修复技术领域。本实用新型的试验装置，包括锌锅箱、保温箱和控制机构，锌锅箱的底部嵌入保温箱内；其中：锌锅箱的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊，模拟沉没辊居下设置，部分模拟沉没辊沉没在锌锅箱内的锌液内；驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊的外壁缠绕有带钢；保温箱内置加热器，加热器正对锌锅箱的底部；控制机构包括电动机和传动带，电动机通过传动带和驱动辊传动式连接。本实用新型通过模拟沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，能够检测沉没辊涂层性能优劣。解决了沉没辊在生产线上的高温锌液中做运行寿命检测时影响带钢质量问题。

Description

一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置

技术领域

本实用新型涉及沉没辊的修复技术领域，尤其涉及一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置。

背景技术

连续热镀锌生产线上的沉没辊和稳定辊由于长期工作在500℃的熔融锌液中，受到锌金属溶液的强烈腐蚀和渗透，辊面容易产生点蚀、蚀坑而变得粗糙，严重影响辊面的平整度，进而影响镀锌板的表面质量；同时钢带由辊面带动的运动速度高达35～40m/s，因此引发摩擦磨损，辊子损耗十分明显，需要经常更换，增加生产成本，影响生产效率。

针对沉没辊而言，其关键技术指标是材料在高温锌液中运行寿命、以及带钢热镀锌质量问题。实际带钢热镀锌过程中，由于带钢很长，必须长时间连续作业，为检测沉没辊涂层性能，直接进入轧钢企业热镀锌生产线有较大难度，可能会对带钢镀锌质量产生影响，因此，就要求可以在实验室内模拟沉没辊运行情况。

锌液腐蚀沉没辊的机理是：Fe与Zn在高温环境中发生溶解反应，生成FeZn化合物，变成渣料进入锌液中，进而在辊面产生磨料磨损。磨损的机理主要包括磨料磨损、塑性变形、脆性断裂及脱落。影响磨损失效的主要因素是磨料与沉没辊基体显微硬度的比值、材料的机械性能等。在锌液腐蚀以及磨损的双重作用下，沉没辊表面金属不断溶解，且微粒不断与辊身分离，工作层变薄，辊身直径变小，硬度和耐磨性同步下降，当辊身直径和硬度下降到最小允许值时，即达到失效。除磨蚀磨损失效外，具有涂层结构的沉没辊还面临因涂层与基体结合不良而引起的剥落以及因涂层结构缺陷而导致的锌液浸入、涂层开裂等失效形式。当涂层结构存在较大气孔，甚至微裂纹，且与基体热应力较大时，常会在正常腐蚀磨损失效之前，引发表面涂层开裂或表面剥落等失效。

经检索，中国专利申请，公开号：CN205426702U，公开日：2018.08.03，公开了一种能够进行转动试验的摩擦磨损试验机，属于磨损试验机技术领域。该实用新型的摩擦磨损试验机，包括底座、固定在底座上的驱动机构和上夹具，所述的驱动机构包括依次相连的电机、减速机和传动轴，其中，待试验的下试件为圆环形且固定安装于传动轴的输出端，所述的上夹具对应设于下试件的上方，待试验的上试件与装夹块固定相连，且装夹块固定于上夹具的卡槽内。该实用新型是在现有往复式直线运动摩擦磨损试验机的基础上进行改进得到的，能够模拟不同形式摩擦副在不同接触状态下的旋转滑动磨损过程，从而能够更好地反映沉没辊滑动轴承轴套与轴瓦之间的实际磨损工况。该实用新型只能对摩擦磨损进行试验，对于沉没辊来说，其耐腐蚀的性能试验更为必要。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中存在沉没辊在生产线上的高温锌液中做运行寿命检测时影响带钢质量的问题，本实用新型提供了一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置。它通过模拟沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，研究制作了沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，可以模拟沉没辊热镀锌生产线上实际运行状况，以检测沉没辊涂层性能优劣。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，包括锌锅箱、保温箱和控制机构，锌锅箱的底部嵌入保温箱内；其中：所述锌锅箱的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊，模拟沉没辊居下设置，部分模拟沉没辊沉没在锌锅箱内的锌液内；驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊的外壁缠绕有带钢；所述保温箱内置加热器，加热器正对锌锅箱的底部；所述控制机构包括电动机和传动带，所述电动机通过传动带和驱动辊传动式连接。在实际带钢热镀锌过程中，由于带钢很长，必须长时间连续作业，为检测沉没辊涂层性能，直接进入轧钢企业热镀锌生产线有较大难度，可能会对带钢镀锌质量产生影响，因此，就要求可以在实验室内模拟沉没辊运行情况，而本装置通过将模拟沉没辊浸入锌液内，能够根据沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，模拟沉没辊热镀锌生产线上实际运行状况，以检测沉没辊涂层性能的优劣。

进一步的技术方案，锌锅箱的内壁上还固定有刮锌板，刮锌板的边缘贴近带钢板面，用于去除带钢表面的锌液，减少带钢锌层厚度，满足长时间实验要求；所述加热器通过接地端子外接保温箱箱壁，加热器可以用电阻炉丝，需要接地端子进行接地，以避免漏电。

进一步的技术方案，刮锌板有两个，在带钢的正反两面均设置，并设置在靠近张紧辊的底侧面，对带钢双面刮锌，提高带钢在试验中的使用寿命。

进一步的技术方案，锌锅箱内的锌液液面以下还设置有温控器；所述控制机构还包括控制器，温控器和加热器均外接控制器，方便对锌液温度的调节控制。

进一步的技术方案，所述模拟沉没辊辊面切割沟槽，沟槽与辊面拐弯处为R2mm圆弧过渡，模拟真实沉没辊的实际结构。

进一步的技术方案，带钢呈封闭的环形带，材质为热轧板材；锌液温度在450～480℃之间；电动机为变频电机；带钢转动速度为45～180m/min；模拟沉没辊实际生产条件。

进一步的技术方案，模拟沉没辊喷涂多元合金涂层，所述多元合金涂层由内向外依次为沉没辊基层、过渡层和工作层，所述过渡层为NiCrAlY喷涂层，在沉没辊基层喷涂NiCrAlY作为金属粘结层即过渡层，能够消除耐磨耐热工作层与沉没辊基层之间材料热膨胀系数不匹配的问题，以减小由工作层和沉没辊基层膨胀系数不匹配而引起的热应力，改善工作层与沉没辊基层间的力学匹配和物理相容性；所述工作层为NiCr-Cr₃C₂复合涂层，NiCr合金具有优异的耐热、耐腐蚀、抗高温氧化等性能，还起到粘结相的作用，Cr₃C₂具有较好的高温硬度和抗高温氧化性，起硬质相的作用，在涂层中还主要起到第二相粒子弥散强化的作用，与锌液不相溶、不润湿，能够解决沉没辊在高温复杂工况下极易损耗、使用寿命偏低的问题。而且，NiCr-Cr₃C₂具有与沉没辊相近的线膨胀系数，从而可大大降低因热冲击而造成的涂层剥落甚至失效，从而模拟附加涂层的沉没辊的检测试验。

进一步的技术方案，NiCrAlY喷涂层厚度为50～100μm，Cr含量为10～30％，Al含量为0～7％，Y含量为1～3％；Al、Cr可以抑制合金层的氧化，但过高Al量会带来额外的脆性，Ni与Al发生反应，生成金属间化合物，并释放出大量热量，使粘结底层与沉没辊基层表面形成微冶金结合，从而提高粘结底层与沉没辊基层的结合强度，Y元素适当加入可有效降低材料氧化，进一步提高基体与涂层结合强度；所述NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为200～500μm，Cr₃C₂含量为70～80％，NiCr为20～30％，这两个百分比范围的NiCr粘结层与NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷具有较好的互熔性，其中Cr₃C₂含量多为80％，NiCr为20％，后续通过耐磨性等表征方法的检测，可以证明是最佳比例。

进一步的技术方案，合金涂层中Cr₃C₂的粉基为纳米粉，所述Cr₃C₂纳米粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体置于蒸馏水或去离子水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入模具中压制成型呈前驱体；重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比为1：(0.17～0.21)；蒸馏水或去离子水用量为：粉体总重的55％～60％；前驱体压制后呈块状，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入急冻空间中进行急冻；温度为-100～-140℃，时间为30～150min；急冻的目的是在尽可能短的时间里让流体冻结，重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体搅拌均匀后迅速定位，以防止块状流体由于密度的不同而分层，造成后续冻干处理后铬源和碳源的分布不均，而造成碳化反应不均衡的不良后果；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干；冻干后的块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，而且，冻干过程中，重铬酸铵粉体在低温下干燥过程中发生下列反应：

(NH₄)₂Cr₂O₇(s)＝Cr₂O₃(s)+N₂↑+4H₂O (2-1)

冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30～40分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至80～85℃/min，保持50～60分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至50～65℃/min，保持80～200分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，升温900～1200℃进行碳化还原反应制得纳米Cr₃C₂粉，随着温度的升高，碳逐渐将铬的高价氧化物还原成铬的低价氧化物，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；

3Cr₂O₃(s)+13C(s)＝2Cr₃C₂(s)+9CO (2-2)；

3(NH₄)₂Cr₂O₇(s)+13C(s)＝2Cr₃C₂(s)+9CO+12H₂O+3N₂↑ (2-3)(整体反应过程)。

一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤为：

(1)将带钢环绕在模拟沉没辊、张紧辊和驱动辊上，带钢搭头焊接牢固，打磨平整；

(2)加热锌液温度至450～480℃之间，由温控器控制温度；

(3)启动电动机运行带钢工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊；

(4)每隔一小时使用测温仪检测锌液温度，确保锌液温度在设定值；

(5)每隔一小时检查张紧辊，调整配重砝码；

(6)每隔一小时检查刮锌板磨损情况，实时更换刮锌板；

(7)每隔一小时检查带钢情况，实时更换带钢。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，通过将模拟沉没辊浸入锌液内，能够根据沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，模拟沉没辊热镀锌生产线上实际运行状况，以检测沉没辊涂层性能的优劣；

(2)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，刮锌板的设置能够去除带钢表面的锌液，减少带钢锌层厚度，满足长时间实验要求；

(3)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，在模拟沉没辊基层喷涂NiCrAlY作为金属粘结层即过渡层，能够消除耐磨耐热工作层与沉没辊基层之间材料热膨胀系数不匹配的问题，以减小由工作层和沉没辊基层膨胀系数不匹配而引起的热应力，改善工作层与沉没辊基层间的力学匹配和物理相容性；NiCr合金还具有优异的耐热、耐腐蚀、抗高温氧化等性能，还起到粘结相的作用，Cr₃C₂具有较好的高温硬度和抗高温氧化性，起硬质相的作用，在涂层中还主要起到第二相粒子弥散强化的作用，与锌液不相溶、不润湿，能够解决沉没辊在高温复杂工况下极易损耗、使用寿命偏低的问题。而且，NiCr-Cr₃C₂具有与沉没辊相近的线膨胀系数，从而可大大降低因热冲击而造成的涂层剥落甚至失效；

(4)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊可以根据不同涂层成分配比和喷涂方法调节不同的涂层厚度，以适应不同属性及规格的沉没辊，通用性强；

(5)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊膜层成分配比的限定，Al、Cr可以抑制合金层的氧化，但过高Al量会带来额外的脆性，Ni与Al发生反应，生成金属间化合物，并释放出大量热量，使粘结底层与沉没辊基层表面形成微冶金结合，从而提高粘结底层与沉没辊基层的结合强度，Al含量为0～7％的限定兼顾了两方面的因素，Y元素适当加入可有效降低材料氧化，进一步提高基体与涂层结合强度；而Al含量7％的涂层，经对比试验，效果更佳；Cr₃C₂含量为70～80％，NiCr为20～30％，这两个百分比范围限定的NiCr粘结层与NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷具有较好的互熔性，其中Cr₃C₂含量多为80％，NiCr为20％，后续通过耐磨性等表征方法的检测，可以证明是最佳比例；

(6)本实用新型的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊的涂层配料中尤其是Cr₃C₂的冻干工艺制备方法，冻干后的前驱块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；

(7)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊的涂层配料中Cr₃C₂的冻干工艺的使用，使重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比限定范围可以根据化学反应式进行尽量精确的确定，避免了过多的杂质，能够防止碳源或铬源过多的残留而影响膜层质量；

(8)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，Cr₃C₂的冻干过程中，加热板温度的范围限定，能够保持物料的相对低温状态(低于加热板温)，防止反应过于强烈而导致反应不均匀；

(9)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊用HVOF方法进行喷涂，由于多元合金涂层中的各种成分，均能够制得纳米级的粒度，因此，用HVOF(超音速喷涂)方法进行喷涂，效果更加明显，制得的合金涂层附着力更强，涂层的孔隙率更小；

(10)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊喷涂前处理以及喷涂中的各种工艺参数，均是发明人结合本实用新型制得的纳米级粉料，在进行了各种数据采集、分析、总结等创造性劳动的基础上获得，制得的涂层的强度达到80MPa以上，硬度达到1200HV以上，孔隙率1％以下，使用寿命较常规WC-Co涂层提高1倍以上，小型热镀锌生产线上进行实际工作，使用寿命超过25天；而且，在硬度试验：NiCr/Cr3C2-20NiCr涂层由界面至面层表面，显微硬度逐步升高，最高达1363.3HV；

(11)本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，模拟沉没辊的激光重熔工艺可使涂层与基材形成冶金结合，其合金层的金相组织均有细密的针状或枝状的共晶组织，提高了金属原子的亲和力，进而进一步提高了涂层与基材结合程度。

附图说明

图1为本实用新型的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置结构示意图；

图2本实用新型中的模拟沉没辊多元合金涂层放大后结构示意图；

图3为实施例中对比例的NiCr/WC-Co涂层横截面显微硬度分布图；

图4为本实用新型的NiCrAlY/Cr3C2-20NiCr涂层横截面显微硬度分布图；

图5为涂层截面显微硬度分布统计图；

图6为本实用新型中的喷枪喷嘴结构示意图；

图7为实施例12中的陈列式喷枪喷嘴结构示意图。

图中：1、多组喷嘴；2、压缩空气进口管道；3、气体压力调节阀；4、浆料通道；5、锌锅箱；6、保温箱；7、控制机构；51、驱动辊；52、模拟沉没辊；53、张紧辊；54、带钢；55、锌液；56、刮锌板；57、温控器；61、加热器；63、接地端子；71、电动机；72、传动带；73、控制器。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述(注：如未特别注明，实施例中含量表示为重量含量)。

实施例1

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，如图1所示，包括锌锅箱5、保温箱6和控制机构7，锌锅箱5的底部嵌入保温箱6内；其中：所述锌锅箱5的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊51、模拟沉没辊52和张紧辊53，模拟沉没辊52居下设置，部分模拟沉没辊52沉没在锌锅箱5内的锌液55内；驱动辊51、模拟沉没辊52和张紧辊53的外壁缠绕有带钢54；所述保温箱6内置加热器61，加热器61正对锌锅箱5的底部；所述控制机构7包括电动机71和传动带72，所述电动机71通过传动带72和驱动辊51传动式连接。

在实际带钢热镀锌过程中，由于带钢很长，必须长时间连续作业，为检测沉没辊涂层性能，直接进入轧钢企业热镀锌生产线有较大难度，可能会对带钢镀锌质量产生影响，因此，就要求可以在实验室内模拟沉没辊运行情况，而本装置通过将模拟沉没辊52浸入锌液55内，能够根据沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，模拟沉没辊热镀锌生产线上实际运行状况，以检测沉没辊涂层性能的优劣。

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤为：

1、将带钢54环绕在模拟沉没辊52、张紧辊53和驱动辊51上，带钢54搭头焊接牢固，打磨平整；

2、加热锌液55温度至450℃左右；

3、启动电动机71运行带钢54工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊53的张紧程度；

4、每隔一小时使用测温仪检测锌液55温度，确保锌液55温度在450℃；

5、每隔一小时检查张紧辊53，调整配重砝码；

6、每隔一小时检查带钢54情况，实时更换带钢54。

经过本试验装置持续的疲劳试验，一般的沉没辊52的使用寿命在一周左右，带钢54由于锌层持续累积，每隔1小时就需要更换环形带钢54。

实施例2

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：锌锅箱5的内壁上还固定有刮锌板56，刮锌板56的边缘贴近带钢54板面，用于去除带钢表面的锌液，减少带钢锌层厚度，满足长时间实验要求，刮锌板56可以设置两个，在带钢54的正反两面均设置，并设置在靠近张紧辊53的底侧面，对带钢54双面刮锌，提高带钢54在试验中的使用寿命；所述加热器61通过接地端子63外接保温箱6箱壁，加热器61可以用电阻炉丝，需要接地端子63进行接地，以避免长时间的疲劳试验产生漏电危险。锌锅箱5内的锌液55液面以下还设置有温控器57；所述控制机构7还包括控制器73，温控器57和加热器61均外接控制器73，方便对锌液温度的调节控制。

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤为：

1、将带钢54环绕在模拟沉没辊52、张紧辊53和驱动辊51上，带钢54搭头焊接牢固，打磨平整；带钢54转动速度为45m/min；

2、加热锌液55温度至480℃左右，由温控器57控制温度；

3、启动电动机71运行带钢54工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊53；

4、每隔一小时使用测温仪检测锌液55温度，确保锌液55温度在设定值；

5、每隔一小时检查张紧辊53，调整配重砝码；

6、每隔一小时检查刮锌板56磨损情况，实时更换刮锌板56；

7、每隔一小时检查带钢54情况，实时更换带钢54。

经过本试验装置持续的疲劳试验，带钢54的试验寿命大大增加，一般2天左右才需要更换；同时更换刮锌板56。

实施例3

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52用316L材料制作，辊面尺寸辊面切割沟槽，间距40mm深3mm宽3mm，沟槽与辊面拐弯处为R2mm圆弧过渡，模拟真实沉没辊52的实际结构。锌锅箱5采用实验用不锈钢焊接箱体，并用上盖板密封；带钢54厚度采用1～1.5mm的热轧板材；电动机71为变频电机；带钢54转动速度为100m/min；模拟沉没辊实际生产条件。本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤同实施例2，由于沟槽和R2mm圆弧过渡的设置，模拟沉没辊52的使用寿命提高至十天左右。

实施例4

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：如图2所示，模拟沉没辊52喷涂多元合金涂层，所述多元合金涂层由内向外依次为沉没辊基层、过渡层和工作层，所述过渡层为NiCrAl喷涂层，在沉没辊基层喷涂NiCrAl作为金属粘结层即过渡层，能够消除耐磨耐热工作层与沉没辊基层之间材料热膨胀系数不匹配的问题，以减小由工作层和沉没辊基层膨胀系数不匹配而引起的热应力，改善工作层与沉没辊基层间的力学匹配和物理相容性；所述工作层为NiCr-Cr₃C₂复合涂层，NiCr合金具有优异的耐热、耐腐蚀、抗高温氧化等性能，还起到粘结相的作用，Cr₃C₂具有较好的高温硬度和抗高温氧化性，起硬质相的作用，在涂层中还主要起到第二相粒子弥散强化的作用，与锌液不相溶、不润湿，能够解决沉没辊在高温复杂工况下极易损耗、使用寿命偏低的问题。而且，NiCr-Cr₃C₂具有与沉没辊相近的线膨胀系数，从而可大大降低因热冲击而造成的涂层剥落甚至失效，从而模拟附加涂层的沉没辊的检测试验。

本实施例的模拟沉没辊52喷涂多元合金涂层的材料准备：NiCrAl纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉；

多元合金涂层的喷涂方法，步骤为：

步骤1)前处理：将模拟沉没辊52表面机械打磨，后喷砂处理；

步骤2)喷涂：用HVOF方法进行喷涂。

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤为：

1、将带钢54环绕在喷涂多元合金涂层的模拟沉没辊52、张紧辊53和驱动辊51上，带钢54搭头焊接牢固，打磨平整；带钢54转动速度为180m/min；

2、加热锌液55温度至480℃左右，由温控器57控制温度；

3、启动电动机71运行带钢54工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊53；

4、每隔一小时使用测温仪检测锌液55温度，确保锌液55温度在设定值；

5、每隔一小时检查张紧辊53，调整配重砝码；

6、每隔一小时检查刮锌板56磨损情况，实时更换刮锌板56；

7、每隔一小时检查带钢54情况，实时更换带钢54。

经过本试验装置持续的疲劳试验，喷涂多元合金涂层的沉没辊52的使用寿命在二周左右。

实施例5

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：过渡层为NiCrAlY喷涂层。Ni可以与Al发生反应，生成金属间化合物，并释放出大量热量，使粘结底层与沉没辊基层形成微冶金结合，而Y元素适当加入可有效降低材料氧化，进一步提高基体与涂层结合强度，从而提高粘结底层与沉没辊基层的结合强度。

经本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置对喷涂多元合金涂层的模拟沉没辊52进行持续的疲劳试验检测，寿命能提高至二周以上。

实施例6

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例5，不同和改进之处在于：NiCrAlY喷涂层厚度为50μm，Cr含量为10％，Al含量为4％；Y含量为3％，Ni含量为83％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为200μm，Cr₃C₂含量为70％，NiCr为30％，这个百分比范围的NiCr粘结层与NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷具有较好的互熔性。

本实施例的模拟沉没辊52多元合金涂层材料准备：NiCrAlY纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.17的配比置于粉体总重55％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；压制后呈块状，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-100℃急冻空间中进行急冻150min；急冻的目的是在尽可能短的时间里让流体冻结，重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体搅拌均匀后迅速定位，以防止块状流体由于密度的不同而分层，造成后续冻干处理后铬源和碳源的分布不均；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，板温控制在100℃以下，冻干后的块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，而且，冻干过程中，重铬酸铵粉体在低温下干燥过程中发生下列反应：

(NH₄)₂Cr₂O₇(s)＝Cr₂O₃(s)+N₂↑+4H₂O2-1

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，随着温度的升高，碳逐渐将铬的高价氧化物还原成铬的低价氧化物，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；

3Cr₂O₃(s)+13C(s)＝2Cr₃C₂(s)+9CO2-2碳化反应；

3(NH₄)₂Cr₂O₇(s)+13C(s)＝2Cr₃C₂(s)+9CO+12H₂O+3N₂↑2-3整体反应过程；

本实施例模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1)前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用800#～1000#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.1mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.0MPa，喷砂距离为80mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ40μm；

步骤2)喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrAlY的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1900SCFH；煤油流量：20LPH；送粉速度为：4.5RPM；喷涂距离360mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1800SCFH；煤油流量：22LPH；送粉速度为：4.5RPM；喷涂距离360mm。

本实施例模拟沉没辊52，经检测：

涂层结合强度测试：根据GB/T8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到89MPa；

涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1200HV以上，

涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.77％；

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置对喷涂多元合金涂层的模拟沉没辊52进行持续的疲劳试验检测，寿命能提高至20天左右。

实施例7

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例5，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52的NiCrAlY喷涂层厚度为100μm，Cr含量为30％，Y含量为3％，Ni含量为67％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为500μm，Cr₃C₂含量为75％，NiCr为25％，这个百分比范围的NiCr粘结层与NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷也具有较好的互熔性。

本实施例的模拟沉没辊52的多元合金涂层材料准备：NiCr纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.21的配比置于粉体总重60％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用2Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为3cm，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-140℃急冻空间中进行急冻30min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至80℃/min，保持60分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至50℃/min，保持200分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，30分钟内升温至1200℃保持30分钟，10分钟内降温至1100℃再保持40分钟，10分钟内再降温至1000℃保温20分钟，10分钟内再降温至900℃保持10分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为35-40nm之间，粒度差距较小。

本实施例模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1)前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用1000#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.5mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.2MPa，喷砂距离为100mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ70μm；

步骤2)喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrY的喷涂方法参数为：氧气流量：2000SCFH；煤油流量：21LPH；送粉速度为：5.5RPM；喷涂距离380mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：氧气流量：1900SCFH；煤油流量：23LPH；送粉速度为：5.5RPM；喷涂距离380mm。

本实施例模拟沉没辊52，经检测：

涂层结合强度测试：根据GB/T8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到97MPa；

涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1300HV以上，

涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.87％；

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，步骤为：

1、将带钢54环绕在喷涂多元合金涂层的模拟沉没辊52、张紧辊53和驱动辊51上，带钢54搭头焊接牢固，打磨平整；带钢54转动速度为180m/min；

2、加热锌液55温度至460℃左右，由温控器57控制温度；

3、启动电动机71运行带钢54工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊53；

4、每隔一小时使用测温仪检测锌液55温度，确保锌液55温度在设定值；

5、每隔一小时检查张紧辊53，调整配重砝码；

6、每隔一小时检查刮锌板56磨损情况，实时更换两侧的刮锌板56；

7、每隔一小时检查带钢54情况，实时更换带钢54。

经过本试验装置持续的疲劳试验，喷涂多元合金涂层的沉没辊52的使用寿命长达28天。

检测时，发明人还研究了涂层在500℃每隔10min淬火一次高温条件下的热震性能，NiCr/Cr3C2-25NiCr涂层经50余次循环而不发生剥落。

强度试验：采用E-7胶作为粘结剂，固化后开展拉伸实验，以0.1mm/min速率拉伸，拉伸强度为97.5MPa时，粘结试样发生断裂，断裂面为胶结层内，表明涂层结合强度大于97.5MPa。

实施例8

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例7，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52的NiCrAlY喷涂层厚度为75μm，Cr含量为20％，Al含量为5％；Y含量为2％，Ni含量为75％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为300μm，Cr₃C₂含量为80％，NiCr为20％。

本实施例的模拟沉没辊52的多元合金涂层材料准备：NiCrAlY纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.19的配比置于粉体总重60％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用1.2Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为2cm，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-120℃急冻空间中进行急冻80min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持40分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至85℃/min，保持50分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至55℃/min，保持120分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，40分钟内升温至1200℃保持25分钟，10分钟内降温至1100℃再保持45分钟，10分钟内再降温至1000℃保温30分钟，5分钟内再降温至900℃保持5分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为35-40nm之间，粒度差距较小。

本实施例模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1)前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用900#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.25mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.0MPa，喷砂距离为90mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ50μm；

步骤2)喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrAlY的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1950SCFH；煤油流量：20.82LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1850SCFH；煤油流量：22.7LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

本实施例模拟沉没辊52，经检测：

涂层结合强度测试：根据GB/T8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到103.6MPa；

涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1350HV以上；

涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.87％；

使用寿命评价方法：依据高温锌液腐蚀实验。使用本实施例的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置进行检测，使用寿命超过25天。

实施例9

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例7，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52的NiCrAl喷涂层厚度为85μm，Cr含量为20％，Ni含量为72.5％，Al含量为7％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为350μm，Cr₃C₂含量为80％，NiCr为20％。

本实施例的模拟沉没辊52的多元合金涂层材料准备：NiCrAl纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.20的配比置于粉体总重60％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用1.4Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为2.5cm，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-110℃急冻空间中进行急冻90min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持35分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至80℃/min，保持50分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至60℃/min，保持100分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，40分钟内升温至1200℃保持25分钟，10分钟内降温至1100℃再保持45分钟，10分钟内再降温至1000℃保温30分钟，5分钟内再降温至900℃保持5分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为30-35nm之间，粒度差距较小。

本实施例模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用900#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.15mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.3MPa，喷砂距离为80mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ40μm；

步骤2喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrAlY的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1950SCFH；煤油流量：20.82LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1850SCFH；煤油流量：22.7LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

步骤3：冷却后用激光器进行激光重熔工艺处理，激光功率为900W，扫描速度为550mm/min，光斑大小10×3mm。

对比试验：NiCr/WC-Co涂层，粒度、厚度及工艺参数相同，制得的NiCr/WC-Co涂层，采用金相显微硬度分析，如图3所示，由界面至面层表面，硬度为236.5、271.5、361.2、525.4、608.7、844.7。

本实施例的多元合金涂层采用金相显微硬度分析，如图4所示，由界面至面层表面，硬度为253.4、334.1、751.2、1004.4、1122.9、1363.3。

两种涂层截面硬度多点数据采集整理结果如图5所示，可以看出，本实用新型的NiCr/Cr₃C₂-20NiCr涂层由界面至面层表面，显微硬度逐步升高，最高达1363.3HV。

强度试验：采用E-7胶作为粘结剂，固化后开展拉伸实验，以0.1mm/min速率拉伸，拉伸强度为115.0MPa时，粘结试样发生断裂，断裂面为胶结层内，表明涂层结合强度大于115.0MPa。

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置对喷涂多元合金涂层的模拟沉没辊52进行持续的疲劳试验检测，寿命能提高至30天左右。

实施例10

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例7，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52的NiCrAlY喷涂层厚度为75μm，Cr含量为20％，Ni含量为78％，Al含量为1％，Y含量为1％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为300μm，Cr₃C₂含量为80％，NiCr为20％。

本实施例的模拟沉没辊52的多元合金涂层材料准备：NiCrAlY纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.18的配比置于粉体总重60％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用1.1Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为3cm，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-130℃急冻空间中进行急冻100min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持40分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至85℃/min，保持50分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至55℃/min，保持120分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，40分钟内升温至1200℃保持25分钟，10分钟内降温至1100℃再保持45分钟，10分钟内再降温至1000℃保温30分钟，5分钟内再降温至900℃保持5分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为35-40nm之间，粒度差距较小。

本实施例模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用900#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.20mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.3MPa，喷砂距离为95mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ60μm；

步骤2喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrAlY的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1950SCFH；煤油流量：20.82LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1850SCFH；煤油流量：22.7LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

本实施例一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，经检测：

涂层结合强度测试：根据GB/T8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到104.2MPa；

涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1310HV以上，

涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率1.37％；

涂层使用寿命检测：本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，使用寿命超过30天。

实施例11

本实施例的一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，基本结构同实施例7，不同和改进之处在于：模拟沉没辊52的NiCrAlY喷涂层厚度为85μm，Cr含量为20％，Ni含量为72.5％，Al含量为5.5％，Y含量为2.0％；NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为450μm，Cr₃C₂含量为80％，NiCr为20％。

本实施例的模拟沉没辊52的多元合金涂层材料准备：NiCrAlY纳米粉，NiCr-Cr₃C₂混合纳米粉，其中，纳米Cr₃C₂粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.20的配比置于粉体总重60％的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用1.4Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为2.5cm，以方便进行急冻；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入-110℃急冻空间中进行急冻90min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持35分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至80℃/min，保持50分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至60℃/min，保持100分钟，真空控制在80Pa以内。

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，40分钟内升温至1200℃保持25分钟，10分钟内降温至1100℃再保持45分钟，10分钟内再降温至1000℃保温30分钟，5分钟内再降温至900℃保持5分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为30-35nm之间，粒度差距较小。

本实施例的模拟沉没辊52的喷涂方法，步骤为：

步骤1前处理：将沉没辊表面机械打磨，打磨使用900#碳化硅砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将沉没辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.15mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.3MPa，喷砂距离为80mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ40μm；

步骤2喷涂：用HVOF方法进行喷涂：

NiCrAlY的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1950SCFH；煤油流量：20.82LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

NiCr-Cr₃C₂的喷涂方法参数为：喷枪喷嘴氧气流量：1850SCFH；煤油流量：22.7LPH；送粉速度为：5.0RPM；喷涂距离380mm；

步骤3：冷却后用激光器进行激光重熔工艺处理，激光功率为1000W，扫描速度为550mm/min，光斑大小10×3mm。

实施例12

本实施例的模拟沉没辊52用HVOF方法进行喷涂时，喷枪喷嘴采用如图6所示的多组喷嘴1的结构，喷涂效率高，喷涂均匀；多组喷嘴1固定于截面呈手电筒状的浆料通道4外开的喇叭口端，浆料通道4颈部外开压缩空气进口管道2，并由气体压力调节阀3调节压力，喷枪喷嘴的锥型入口具有一定集束作用，喉管设计可以加强浆料的冲蚀能力，同时也可以使其在喷枪喷嘴截面上的分布更为均匀。多喷嘴设计可以采用如图7所示的阵列式喷枪喷嘴，浆体经磨液泵抽取进入管道，在进入喷枪喷嘴前，压缩气流由颈部进入，产生边界层的紊流扩散作用，将与磨液泵抽取的浆料发生能量及动量交换，可以使混合浆料分布分为均匀。阵列式喷枪喷嘴可以减小混合区类似于喉管长度，并使喷射冲蚀保持相对一致性。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，包括锌锅箱（5）、保温箱（6）和控制机构（7），其特征在于，所述锌锅箱（5）的底部嵌入保温箱（6）内；其中：

所述锌锅箱（5）的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊（51）、模拟沉没辊（52）和张紧辊（53），模拟沉没辊（52）居下设置，部分模拟沉没辊（52）沉没在锌锅箱（5）内的锌液（55）内；驱动辊（51）、模拟沉没辊（52）和张紧辊（53）的外壁缠绕有带钢（54）；

所述保温箱（6）内置加热器（61），加热器（61）正对锌锅箱（5）的底部；

所述控制机构（7）包括电动机（71）和传动带（72），所述电动机（71）通过传动带（72）和驱动辊（51）传动式连接。

2.根据权利要求1所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述锌锅箱（5）的内壁上还固定有刮锌板（56），刮锌板（56）的边缘贴近带钢（54）板面；所述加热器（61）通过接地端子（63）外接保温箱（6）箱壁。

3.根据权利要求2所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述刮锌板（56）有两个，在带钢（54）的正反两面均设置，并设置在靠近张紧辊（53）的底侧面。

4.根据权利要求2所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述锌锅箱（5）内的锌液（55）液面以下还设置有温控器（57）；所述控制机构（7）还包括控制器（73），温控器（57）和加热器（61）均外接控制器（73）。

5.根据权利要求1至4任一所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述模拟沉没辊（52）辊面切割沟槽，沟槽与辊面拐弯处为R2mm圆弧过渡。

6.根据权利要求5所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述带钢（54）呈封闭的环形带，材质为热轧板材；锌液（55）温度在450~480℃之间；电动机（71）为变频电机；带钢（54）转动速度为45~180m/min。

7.根据权利要求6所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述模拟沉没辊（52）喷涂多元合金涂层，所述多元合金涂层由内向外依次为沉没辊基层、过渡层和工作层，所述过渡层为NiCrAlY喷涂层；所述工作层为NiCr-Cr₃C₂复合涂层。