結晶器銅板耐磨塗層及其超音速噴塗方法
2023-06-29 12:18:16
專利名稱：結晶器銅板耐磨塗層及其超音速噴塗方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理領域，尤其涉及一種結晶器銅板耐磨塗層及其超音速噴塗方法。
背景技術：
結晶器銅板是煉鋼廠連鑄機的重要部件，銅板包括寬面銅板和窄面銅板，分別通過螺栓把合於水箱上，兩塊寬面銅板夾緊兩塊窄面銅板形成一個矩形腔，工作時，銅板後面水箱流通高壓冷卻水，鋼水注入到矩形腔後，經冷卻結晶形成鋼坯從結晶器底部連續不斷拉出，鋼坯對銅板表面產生了磨損破壞，生產中通常採取在銅板表面電鍍耐磨性鍍層方法以抵禦磨損，提高銅板使用壽命。目前隨著超音速噴塗技術的興起，因其熱輸入小，有可避免結晶器銅板變形的優勢，使超音速噴塗技術在結晶器上被廣泛應用，如寶山鋼鐵公司公開的「CN1781643」專利名稱「結晶器銅板修復的方法」中，提到可將純銅、銀銅合金、鉻鋯銅合金、鈹鎳鋯銅合金、鎳合金等金屬粉末噴塗在結晶器銅板表面，以提高結晶器銅板的耐磨性能，效果明顯，但該專利中並未詳細披露合金粉末的具體成分。
發明內容
本發明的目的是提供一種結晶器銅板耐磨塗層及其超音速噴塗方法，克服現有技術的不足，採用超音速火焰噴塗方法在結晶器銅板表面噴塗合金粉末，改善銅板表面的耐磨性能，提高結晶器銅板的使用壽命。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:結晶器銅板耐磨塗層，該耐磨塗層成分(wt %)為:Ni 73-90%、Cr 5-10 %> W1-5%, Al 0.5-3%, Si 3-6%, C 0.5-2%, Fe 0.1_2%。所述結晶器銅板耐磨塗層的超音速噴塗方法，包括噴塗前預處理、噴塗和熱擴散步驟，具體操作步驟如下:I)噴塗前對結晶器銅板表面進行機械加工，去除影響噴塗的表面缺陷，然後將待噴塗銅板表面用有機溶劑一丙酮處理，去除油汙；2)用16-20目棕剛玉對銅板待噴塗表面進行噴砂，處理後表面光潔度Ra ^ 100 u m ；3)用超音速火焰噴塗設備在結晶器銅板表面噴塗耐磨合金層，噴塗溫度為1500-200(TC、噴塗速度400-600米/秒，先噴塗過渡層，過渡層厚度0.2-0.5mm，再噴塗工作層，工作層厚度0.5-1.5mm，耐磨塗層總厚度0.7-2.0mm ;所述耐磨合金為粉末狀，顆粒度300-400 目；4)將步驟3)處理後的銅板在真空爐中熱擴散處理，在溫度700°C -900°C下保溫
0.5-2小時後冷卻至室溫。與現有技術相比， 本發明的有益效果是:1)和電鍍銅板相比，生產工藝容易控制，不會產生質量波動，使銅板一次過鋼量提高I倍以上；2)噴塗製作工序少，產品製作工期短，生產效率高，噴塗層無變形，機械性能穩定，塗層與銅板基體結合強度高，不會產生脫落問題；3)噴塗層厚度均勻而且能夠精確控制加工餘量，避免粉末浪費，生產成本低，減輕了工人的勞動強度。
具體實施例方式下面對本發明的具體實施方式
作進一步說明:結晶器銅板耐磨塗層的超音速噴塗方法，包括噴塗前預處理、噴塗和熱擴散步驟，具體操作步驟如下:I)噴塗前對結晶器銅板表面進行機械加工，去除影響噴塗的表面缺陷，然後將待噴塗銅板表面用有機溶劑一丙酮處理，去除油汙；2)用16-20目棕剛玉對銅板待噴塗表面進行噴砂，處理後表面光潔度Ra ≤ 100 u m ；3)用超音速火焰噴塗設備在結晶器銅板表面噴塗耐磨合金層，噴塗溫度為1500-200(TC、噴塗速度400-600米/秒，先噴塗過渡層，過渡層厚度0.2-0.5mm，再噴塗工作層，工作層厚度0.5-1.5mm,耐磨塗層總厚度0.7-2.0mm ;耐磨塗層成分(wt % )為:Ni73-90%,Cr 5-10%,W 1-5%,Al 0.5-3%,Si 3-6%,C 0.5-2%,Fe 0.1_2%，所述耐磨合金為粉末狀，顆粒度300-400目；4)將步驟3)處理後的銅板在真空爐中熱擴散處理，在溫度700°C -900°C下保溫
0.5-2小時後冷卻至室溫；5)對熱處理後的銅板進行機械加工形成粗糙度Ra0.8光滑表面。經上述步驟處理後的銅板表面硬度能達到HV200-300，滿足生產中結晶器銅板的耐磨性能要求，和電鍍銅板相比，結晶器一次過鋼量提高I倍以上，質量穩定，成本低，效率聞。
權利要求
1.結晶器銅板耐磨塗層，其特徵在於，該耐磨塗層成分(Wt%)為:Ni 73-90%, Cr5-10%, W 1-5%, Al 0.5-3%, Si 3-6%, C 0.5-2%, Fe 0.1_2%。
2.權利要求1所述結晶器銅板耐磨塗層的超音速噴塗方法，包括噴塗前預處理、噴塗和熱擴散步驟，其特徵在於，具體操作步驟如下: 1)噴塗前對結晶器銅板表面進行機械加工，去除影響噴塗的表面缺陷，然後將待噴塗銅板表面用有機溶劑一丙酮處理，去除油汙； 2)用16-2 0目棕剛玉對銅板待噴塗表面進行噴砂，處理後表面光潔度RaS100 u m ； 3)用超音速火焰噴塗設備在結晶器銅板表面噴塗耐磨合金層，噴塗溫度為1500-200(TC、噴塗速度400-600米/秒，先噴塗過渡層，過渡層厚度0.2-0.5mm，再噴塗工作層，工作層厚度0.5-1.5mm，耐磨塗層總厚度0.7-2.0mm ;所述耐磨合金為粉末狀，顆粒度300-400 目； 4)將步驟3)處理後的銅板在真空爐中熱擴散處理，在溫度700°C_900°C下保溫0.5-2小時後冷卻至室溫。
全文摘要
本發明涉及金屬表面處理領域，尤其涉及一種結晶器銅板耐磨塗層及其超音速噴塗方法，包括噴塗前預處理、噴塗和熱擴散步驟，其特徵在於，具體操作步驟如下1)噴塗前對結晶器銅板表面機械加工並用有機溶劑除油；2)用棕剛玉對待噴塗表面進行噴砂；3)用超音速火焰噴塗設備在結晶器銅板表面噴塗耐磨合金塗層；4)將銅板在真空爐中熱擴散處理。與現有技術相比，本發明的有益效果是1)和電鍍銅板相比，生產工藝容易控制，不會產生質量波動，使銅板一次過鋼量提高1倍以上；2)噴塗製作工序短，產品製作工期短，生產效率高，噴塗層無變形，機械性能穩定，塗層與銅板基體結合強度高，不會產生脫落問題。
文檔編號C23C4/12GK103160768SQ20111042548
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月17日 優先權日2011年12月17日
發明者高學民, 戚克新, 齊勝文, 彭碧珍, 高揚 申請人:鞍鋼重型機械有限責任公司