專利名稱：：復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層及其噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層及其噴涂方法。
背景技術(shù)：
：沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥工作在鋼廠熱鍍鋅線的鋅鍋熔融鋅液或鋅鋁液中，是保證帶鋼鍍鋅質(zhì)量的核心部件，從退火爐出來(lái)的帶鋼經(jīng)過(guò)沉沒(méi)輥實(shí)現(xiàn)熱鍍鋅工藝，并通過(guò)穩(wěn)定輥獲得有效張力和導(dǎo)向，確保帶鋼連續(xù)穩(wěn)定地通過(guò)氣刀。因此鍍鋅板表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率在很大程度上取決于沉沒(méi)輥和穩(wěn)定輥的表面質(zhì)量和耐磨性。由于鋁鋅合金和純鋅物理性能的差別，金屬鋁是活潑金屬，熔點(diǎn)為66(TC，鋅熔點(diǎn)為420°C，由此導(dǎo)致了鋅鍋內(nèi)熔融金屬溫度在61062CTC(純鋅液45(TC)，因此處在高溫熔融金屬溶液中的沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥，很容易遭到熔融鋅鋁合金的腐蝕，進(jìn)而影響帶鋼質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)的55%A1-Zn線中的沉沒(méi)輥和穩(wěn)定輥基體材料為316L或同等材料，但由于沒(méi)有涂層保護(hù)，輥體很容易受到熔融鋅鋁液的腐蝕并粘附鋅鋁渣，從而導(dǎo)致帶鋼表面形成缺陷；另外，輥體使用一個(gè)周期后，由于輥體受損嚴(yán)重，必須對(duì)輥體進(jìn)行車削和磨削加工后才能再次使用。這種使用方式，既影響了鋼廠的生產(chǎn)效率，又因頻繁機(jī)加工而導(dǎo)致輥體實(shí)際使用壽命縮短。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可對(duì)輥體提供保護(hù)、延長(zhǎng)輥體使用壽命的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，其特征在于，其包括在輥體表面包覆的stellite合金層，在stellite合金層表面包覆的MoB/CoCr金屬陶瓷層，MoB/CoCr金屬陶瓷層表面設(shè)置有封閉層。復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層就是采用多層涂層結(jié)構(gòu)。采用復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層可實(shí)現(xiàn)功能涂層與保護(hù)基體之間良好的過(guò)渡，以滿足在外部惡劣環(huán)境下對(duì)涂層材料性能要求。其中，所述stellite合金層按照重量百分含量由25%32%的鉻；3.5%5.5%的鴇；0.9%1.8%的碳；0.8%1.8%的硅；余量為鈷組成。其中，所述的MoB/CoCr金屬陶瓷按照重量百分含量由5%10%的硼；20%28%的鈷；18%24%的鉻；余量為鉬組成。其中，所述封閉層材料選自氮化硼、三氧化二鉻、三氧化二鋁中的一種或幾種。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，使用超音速火焰噴涂方法依次在基體表面噴涂stellite合金層與MoB/CoCr金屬陶瓷層，然后使用封孔劑在MoB/CoCr金屬陶瓷層表面進(jìn)行封孔處理形成封閉層。其中，所述stellite合金層按照重量百分含量由25。/。32。/。的鉻；3.5y。5.5%的鎢；0.9%1.8%的碳；0.8%1.8%的硅；余量為鈷組成。其中，所述的MoB/CoCr金屬陶瓷按照重量百分含量由5%10%的硼；20%28%的鈷；18%24%的鉻；余量為鉬組成。其中，所述封孔劑選自氮化硼、三氧化二鉻、三氧化二鋁中的一種或幾種。其中，在基體表面噴涂stellite合金層之前，首先將輥體在60150'C范圍內(nèi)預(yù)熱；再噴砂處理，噴料為1460目剛玉砂，噴砂后輥體表面粗糙度Ra420pm。其中，封孔處理之前，拋磨金屬陶瓷層表面，再進(jìn)行封孔處理，封孔處理后在20039(TC下保溫14h，隨爐冷卻即可。本發(fā)明提供的是一種涂層表面改性技術(shù)，通過(guò)為該鍍鋅生產(chǎn)線中的沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥表面制備功能性的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，并采用涂層封孔處理后，從而起到增強(qiáng)輥面抗鋅鋁腐蝕性能、抗高溫磨損性能等作用，進(jìn)而提高輥體使用壽命、提高連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線及其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。本技術(shù)采用了stellite合金粉末和MoB/CoCr金屬陶瓷粉末，并采用超音速火焰噴涂技術(shù)，在沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥表面噴涂了功能性復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，再采用涂層封孔技術(shù)對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理后，輥體可有效防治熔融Zn-Al液對(duì)輥面的腐蝕和帶鋼的磨損，提高了輥體的連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間，從而降低了輥體的更換頻率；同時(shí)輥體使用一個(gè)周期后，可采用磷酸或硫酸等酸性溶液作為退鋅溶液，將輥體浸泡在該溶液中進(jìn)行退鋅處理，將輥面退鋅后，可再次直接使用12次，因此降低了輥體的機(jī)加工次數(shù)，從而提高了輥體的使用壽命。本發(fā)明通過(guò)采用熱噴涂技術(shù)制備的功能性復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，并采用特殊的涂層并進(jìn)行封孔處理后，可以確保沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥單次使用時(shí)間和累計(jì)使有壽命比無(wú)涂層輥體提高13倍；從而提高了鋼廠對(duì)高價(jià)值輥體使用效率、提高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，其包括在輥體表面包覆的stellite合金層，stellite合金層按照重量百分含量由25%32%的鉻；3.5%5.5%的鎢；0.9%1.8%的碳；0.8%1.8%的硅；余量為鈷組成。在stellite合金層表面包覆的MoB/CoCr金屬陶瓷層，MoB/CoCr金屬陶瓷按照重量百分含量由5%10%的硼；20%28%的鈷；18%24%的鉻；余量為鉬組成。MoB/CoCr金屬陶瓷層表面設(shè)置有封閉層，封閉層材料選自氮化硼、三氧化二鉻、三氧化二鋁中的一種或幾種。沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥，該輥體基體材質(zhì)為316L或同等材料，輥面尺寸為O200900X10002400mm。復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，使用超音速火焰噴涂方法依次在基體表面噴涂stellite合金層與MoB/CoCr金屬陶瓷層，然后使用封孔劑在MoB/CoCr金屬陶瓷層表面進(jìn)行封孔處理形成封閉層。其加工步驟如下A清潔輥面；B預(yù)熱，預(yù)熱溫度為60150°C;C噴砂，噴料為1460目剛玉砂，噴砂后輥體表面粗糙度Ra420pm。D依次噴涂stellite合金層與MoB/CoCr金屬陶瓷層，噴涂參數(shù)如表一E拋磨；F封孔處理，采用涂刷或噴涂方法將封孔劑黏附在金屬陶瓷層外表面；G熱處理，在20039(TC下保溫14h，隨爐冷卻即可。其中stellite合金層厚度0.050.1mm，MoB/CoCr涂層厚度0.080.14mm。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>各項(xiàng)參數(shù)可在上表所列范圍內(nèi)選擇，不影響本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。該方法的特點(diǎn)在于(l)超音速火焰噴涂的火焰焰流速度和粒子速度高，焰流速度可達(dá)到15002000m/s，在其加熱和加速作用下，粉末顆粒速度可達(dá)到400600(2)由于顆粒速度高，由此減少了粉末顆粒中元素的氧化，涂層中的氧化物含量少；同時(shí)，噴涂金屬陶瓷時(shí)可獲得非常高的結(jié)合強(qiáng)度(〉70MPa);形成的涂層具有壓應(yīng)力，涂層致密，氣孔率低(<1%);(3)焰流直徑小，能量密集，粉末顆粒在槍管中受熱均勻，且80%的粒子能被有效的加速到高速。各實(shí)施例中的stdlite合金各組分重量百分含量如表二所示:表二<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>噴涂方法中，各步驟工藝參數(shù)為:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本發(fā)明中的實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)上等同的替代，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，其特征在于，其包括在輥體表面包覆的stellite合金層，在stellite合金層表面包覆的MoB/CoCr金屬陶瓷層，MoB/CoCr金屬陶瓷層外設(shè)置有封閉層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥體涂層，其特征在于，所述stdlite合金層按照重量百分含量由25%32%的鉻；3.5%5.5%的鎢；0.9%1.8%的碳；0.8%1.8%的硅；余量為鈷組成；3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥體涂層，其特征在于，所述的MoB/CoCr金屬陶瓷按照重量百分含量由5%10%的硼；20%28%的鈷；18%24%的鉻；余量為鉬組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥體涂層，其特征在于，所述封閉層材料選自氮化硼、三氧化二鉻、三氧化二鋁中的一種或幾種。5.復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，使用超音速火焰噴涂方法依次在基體表面噴涂stdlite合金層與MoB/CoCr金屬陶瓷層，然后使用封孔劑在MoB/CoCr金屬陶瓷層表面進(jìn)行封孔處理形成封閉層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于,所述stellite合金層按照重量百分含量由25%32%的鉻；3.5%5.5%的鎢；0.9%1.8%的碳；0.8%1.8%的硅；余量為鈷組成；7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，所述的MoB/CoCr金屬陶瓷按照重量百分含量由5%10%的硼；20%28%的鈷；18%24%的絡(luò)；余量為鉬組成。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，所述封孔劑選自氮化硼、三氧化二鉻、三氧化二鋁中的一種或幾種。9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一權(quán)利要求所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，在基體表面噴涂stellite合金層之前，首先將輥體在6015(TC范圍內(nèi)預(yù)熱；再噴砂處理，噴料為1460目剛玉砂，噴砂后輥體表面粗糙度Ra420pm。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層噴涂方法，其特征在于，封孔處理之前，拋磨金屬陶瓷層表面，再進(jìn)行封孔處理，封孔處理后在200390。C下保溫l4h，隨爐冷卻即可。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，其特征在于，其包括在輥體表面包覆的stellite合金層，在stellite合金層表面包覆的MoB/CoCr金屬陶瓷層，MoB/CoCr金屬陶瓷層表面設(shè)置有封閉層。本發(fā)明通過(guò)采用熱噴涂技術(shù)制備的功能性復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層，并采用特殊的涂層并進(jìn)行封孔處理后，可以確保沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥單次使用時(shí)間和累計(jì)使有壽命比無(wú)涂層輥體提高1～3倍；從而提高了鋼廠對(duì)高價(jià)值輥體使用效率、提高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。文檔編號(hào)C23C4/04GK101613852SQ200910056298公開(kāi)日2009年12月30日申請(qǐng)日期2009年8月12日優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日發(fā)明者王建康,峰韓申請(qǐng)人:上海君山表面技術(shù)工程股份有限公司