[發明專利]連鑄結晶器銅板表面保護涂層熱噴涂方法

有效

• 申請號: 200910046006.1
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN101798669A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 畢剛;郝榮亮;李益明;趙娜
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼設備檢修有限公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/12;C23C4/02;C23C4/18
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種連鑄結晶器銅板表面保護涂層熱噴涂方法。

背景技術

連鑄是現代鋼鐵工業先進技術之一，而結晶器則是連鑄機組的核心設備，其質量的好壞直接影響鑄坯的質量和連鑄機的作業率。隨著連鑄技術向高速化、大型化和自動化發展，對結晶器銅板的要求越來越高：其一、具有良好的導熱性，其二、具有較強的抗變形能力，其三、具有足夠高的表面耐磨性能；因此，現代連鑄結晶器銅板幾乎均進行表面處理。

目前，結晶器銅板大規模工藝化表面處理最常應用的是電鍍技術，其發展歷程經歷了電鍍Cr、電鍍Ni-Cr、電鍍Ni-Fe、電鍍Ni-Co、電鍍Co-Ni等。由于電鍍技術容易對環境造成污染、以及上述電鍍層自身性能的缺憾等已難以滿足現代鋼鐵工業長壽命的使用要求，進而熱噴涂技術、激光技術、電子束技術、堆焊技術等得以發展。其中，熱噴涂技術已有在結晶器短邊銅板實際應用的報道，而其他的表面處理技術則由于種種原因仍處于研究開發階段。但熱噴涂技術在實際應用中也存在一定的缺憾，如涂層一致性和穩定性較差，嚴重制約了熱噴涂技術在連鑄結晶器銅板表面保護涂層的大批量應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種連鑄結晶器銅板表面保護涂層熱噴涂方法，制得的涂層與結晶器銅板基材本體結合強度高，具有良好的一致性和穩定性。

為解決上述技術問題，本發明連鑄結晶器銅板表面保護涂層熱噴涂方法包括如下步驟：

步驟一、對結晶器銅板表面進行熱噴涂前的預處理，采用有機溶劑清洗、堿脫脂、電解脫脂、酸浸蝕及活化處理；

步驟二、使用的熱噴涂粉末材料成份為0.4-1.0％C、12-20％Cr、2.5-4.0％B、2.0-5.0％Si、0＜W≤10％、≤5％Fe、≤4％Mo、≤4％Cu、余量為Ni，所述合金粉末材料的粒度是10-70μm；

步驟三、采用超音速火焰噴涂設備或粉末火焰噴涂設備對結晶器銅板表面噴涂所述合金粉末材料，使用JP5000設備時的噴涂工藝參數范圍：氧氣流速800-1000升/分鐘、煤油流速0.30-0.50升/分鐘、噴涂距離100-400mm、熱噴涂供粉速度60-100克/分鐘；

步驟四、熱噴涂涂層厚度0.01-1.2mm；

步驟五、對結晶器銅板進行熱處理，設定熱處理工藝參數范圍為：熱處理溫度950-1100℃，保溫時間10-50min。

本發明的熱噴涂合金粉末材料中添加了適量的鎢元素，因而所得涂層具有更好的使用性能；同時，由于本方法的熱噴涂合金粉末材料中原位添加了增強相鎢元素，保證了結晶器銅板表面熱噴涂涂層中合金元素組分分布的均勻性，因此結晶器銅板表面的熱噴涂涂層整體一致性非常好。而在采用鎳基合金涂層和硬質耐磨陶瓷(如碳化鎢)組成的金屬陶瓷粉末涂層的噴涂中，為保證涂層金屬和陶瓷組分分布均勻，其制備需要使用兩把高速火焰噴槍，分別同時向同一區域噴涂鎳基合金粉末和硬質陶瓷粉末，顯然，該涂層對制備工藝參數和噴涂設備數量及其匹配穩定性的要求都是非常高的。

本方法采用合金粉末材料涂層，其與結晶器銅板基材本體具有較強的結合力，克服了金屬陶瓷粉末涂層與基體結合不佳的缺陷，不僅可大批量制備連鑄結晶器短邊銅板表面涂層，同樣也可以制備連鑄結晶器長邊銅板表面涂層；同時，本方法工藝操作和生產非常簡便、工藝可控性非常好。

具體實施方式

本發明連鑄結晶器銅板表面保護涂層熱噴涂方法包括如下步驟：

步驟一、對結晶器銅板表面進行熱噴涂前的預處理，采用有機溶劑清洗、堿脫脂、電解脫脂、酸浸蝕及活化處理；

步驟二、使用的熱噴涂粉末材料成份為0.4-1.0％C、12-20％Cr、2.5-4.0％B、2.0-5.0％Si、0＜W≤10％、≤5％Fe、≤4％Mo、≤4％Cu、余量為Ni，所述合金粉末材料的粒度是10-70μm；

步驟三、采用超音速火焰噴涂設備或粉末火焰噴涂設備對結晶器銅板表面噴涂所述合金粉末材料，使用JP5000設備時的噴涂工藝參數范圍：氧氣流速800-1000升/分鐘、煤油流速0.30-0.50升/分鐘、噴涂距離100-400mm、熱噴涂供粉速度60-100克/分鐘；

步驟四、熱噴涂至預定厚度，該預定厚度為0.01-1.2mm；

步驟五、對結晶器銅板進行熱處理，設定熱處理工藝參數范圍為：熱處理溫度950-1100℃，保溫時間10-50min。

比較案例1：