[發(fā)明專利]結(jié)晶器銅板耐磨涂層及其超音速噴涂方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110425487.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103160768A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高學(xué)民;戚克新;齊勝文;彭碧珍;高揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C23C4/06
• 分類號(hào): C23C4/06;C23C4/12
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)晶器銅板耐磨涂層及其超音速噴涂方法。

背景技術(shù)

結(jié)晶器銅板是煉鋼廠連鑄機(jī)的重要部件，銅板包括寬面銅板和窄面銅板，分別通過螺栓把合于水箱上，兩塊寬面銅板夾緊兩塊窄面銅板形成一個(gè)矩形腔，工作時(shí)，銅板后面水箱流通高壓冷卻水，鋼水注入到矩形腔后，經(jīng)冷卻結(jié)晶形成鋼坯從結(jié)晶器底部連續(xù)不斷拉出，鋼坯對(duì)銅板表面產(chǎn)生了磨損破壞，生產(chǎn)中通常采取在銅板表面電鍍耐磨性鍍層方法以抵御磨損，提高銅板使用壽命。

目前隨著超音速噴涂技術(shù)的興起，因其熱輸入小，有可避免結(jié)晶器銅板變形的優(yōu)勢，使超音速噴涂技術(shù)在結(jié)晶器上被廣泛應(yīng)用，如寶山鋼鐵公司公開的“CN1781643”專利名稱“結(jié)晶器銅板修復(fù)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涂在結(jié)晶器銅板表面，以提高結(jié)晶器銅板的耐磨性能，效果明顯，但該專利中并未詳細(xì)披露合金粉末的具體成分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)晶器銅板耐磨涂層及其超音速噴涂方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用超音速火焰噴涂方法在結(jié)晶器銅板表面噴涂合金粉末，改善銅板表面的耐磨性能，提高結(jié)晶器銅板的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

結(jié)晶器銅板耐磨涂層，該耐磨涂層成分(wt％)為：Ni?73-90％、Cr?5-10％、W?1-5％、Al?0.5-3％、Si?3-6％、C?0.5-2％、Fe?0.1-2％。

所述結(jié)晶器銅板耐磨涂層的超音速噴涂方法，包括噴涂前預(yù)處理、噴涂和熱擴(kuò)散步驟，具體操作步驟如下：

1)噴涂前對(duì)結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行機(jī)械加工，去除影響噴涂的表面缺陷，然后將待噴涂銅板表面用有機(jī)溶劑——丙酮處理，去除油污；

2)用16-20目棕剛玉對(duì)銅板待噴涂表面進(jìn)行噴砂，處理后表面光潔度Ra≤100μm；

3)用超音速火焰噴涂設(shè)備在結(jié)晶器銅板表面噴涂耐磨合金層，噴涂溫度為1500-2000℃、噴涂速度400-600米/秒，先噴涂過渡層，過渡層厚度0.2-0.5mm，再噴涂工作層，工作層厚度0.5-1.5mm，耐磨涂層總厚度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)處理后的銅板在真空爐中熱擴(kuò)散處理，在溫度700℃-900℃下保溫0.5-2小時(shí)后冷卻至室溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1)和電鍍銅板相比，生產(chǎn)工藝容易控制，不會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)，使銅板一次過鋼量提高1倍以上；2)噴涂制作工序少，產(chǎn)品制作工期短，生產(chǎn)效率高，噴涂層無變形，機(jī)械性能穩(wěn)定，涂層與銅板基體結(jié)合強(qiáng)度高，不會(huì)產(chǎn)生脫落問題；3)噴涂層厚度均勻而且能夠精確控制加工余量，避免粉末浪費(fèi)，生產(chǎn)成本低，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

結(jié)晶器銅板耐磨涂層的超音速噴涂方法，包括噴涂前預(yù)處理、噴涂和熱擴(kuò)散步驟，具體操作步驟如下：

1)噴涂前對(duì)結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行機(jī)械加工，去除影響噴涂的表面缺陷，然后將待噴涂銅板表面用有機(jī)溶劑——丙酮處理，去除油污；

2)用16-20目棕剛玉對(duì)銅板待噴涂表面進(jìn)行噴砂，處理后表面光潔度Ra≤100μm；

3)用超音速火焰噴涂設(shè)備在結(jié)晶器銅板表面噴涂耐磨合金層，噴涂溫度為1500-2000℃、噴涂速度400-600米/秒，先噴涂過渡層，過渡層厚度0.2-0.5mm，再噴涂工作層，工作層厚度0.5-1.5mm，耐磨涂層總厚度0.7-2.0mm；耐磨涂層成分(wt％)為：Ni?73-90％、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)處理后的銅板在真空爐中熱擴(kuò)散處理，在溫度700℃-900℃下保溫0.5-2小時(shí)后冷卻至室溫；

5)對(duì)熱處理后的銅板進(jìn)行機(jī)械加工形成粗糙度Ra0.8光滑表面。

經(jīng)上述步驟處理后的銅板表面硬度能達(dá)到HV200-300，滿足生產(chǎn)中結(jié)晶器銅板的耐磨性能要求，和電鍍銅板相比，結(jié)晶器一次過鋼量提高1倍以上，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，效率高。