[發明專利]沉沒輥和穩定輥表面涂層的噴涂方法

在審

• 申請號: 201310651677.7
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103741090A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李國徽;張世宏;胡小紅
• 申請（專利權）人: 馬鞍山馬鋼表面工程技術有限公司;馬鋼（集團）控股有限公司
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;C23C24/08
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 周宗如

技術領域

本發明屬于熔融態覆層材料噴鍍技術領域，涉及一種超音速火焰的噴涂方法，尤其涉及一種應用于沉沒輥和穩定輥表面的高送粉率抗高溫腐蝕、耐磨損涂層的噴涂方法。

背景技術

連續熱鍍鋅生產線上的沉沒輥和穩定輥，長期工作在500℃的熔融鋅液中，受到鋅金屬溶液的強烈腐蝕和滲透，輥面容易產生點蝕、蝕坑而變得粗糙，輥子損耗十分明顯，需要經常更換，增加生產成本，影響生產效率。為了改善和提高該類輥的表面性能和使用壽命，目前常用的方法是利用熱噴涂技術，在其表面熱噴一層結合牢、防腐蝕、耐磨的涂層。缺陷是：熱噴涂層不可避免存在大量孔隙，導致致密性差，這些孔隙的存在為鋅的擴散提供了擴散通道，涂層與基體間結合力差、易脫落；噴涂時噴涂材料氧化分解率高，粉末利用率低。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點，本發明的目的是提供一種沉沒輥和穩定輥表面涂層的噴涂方法，降低孔隙率，提高致密性，增強涂層與基體間結合力，有效減少噴涂時噴涂材料的氧化分解，提高噴涂材料粉末利用率。

沉沒輥和穩定輥表面涂層的噴涂方法，按以下步驟進行：

1、工件的預處理：取出已加工成品符合要求的沉沒輥或穩定輥，輥子長度為1900mm，直徑為φ760～800mm，對其需要噴涂的部位表面進行噴涂前表面處理，采用車削加工或磨削加工方法以獲得清潔、符合噴涂工藝要求的表面質量Ra1.6～0.8，如發現表面有凹坑、麻點等缺陷，進行補焊修復，然后再次進行精車或磨削加工。噴砂處理，以利于獲得涂層與基體之間牢固的結合力，噴砂后Ra2～3.5。

2、噴涂作業：將預處理完成的工件固定在專用的夾具上，噴涂前工件空轉預熱至120～250℃，選用噴涂材料為WC-12%Co粉，采用超音速噴涂設備，緊接著進行噴涂，噴涂結束后工件繼續空轉緩冷，防止變形，噴涂工藝參數控制范圍如下：

1）氧氣流量為750～950?L/m；

2）載氣流量為2×（5～7）L/m；

3）燃料流量為20～25?L/h；

4）燃燒室壓力為0.8～1.0MPa；

5）噴射距離為300～350mm；

6）輥子水平轉動，轉動速度為35～45?rpm；

7）噴槍左右移動，移動速度為3～4.5mm/s；

8）噴涂層數為15～25，每遍完成后間歇5min，再進行下一遍噴涂；

3、涂層表面清理、粗糙度調整：工件噴涂完成后，涂層在空氣中冷卻并進行表面處理，羽布拋光機清除表面粘附裸粒，調整表面粗糙度達Ra3.5～5，同時初步測量涂層的厚度；

4、封孔處理：將封孔劑均勻涂刷于涂層表面，置于加熱爐中進行加熱固化處理，加熱爐固化加熱溫度為400℃～500℃，保溫1.5～3小時；

5、動平衡試檢驗：在動平衡機上按圖紙設計要求對輥體動平衡狀態進行測量并修正，以符合圖紙設計要求；

6、檢驗包裝：動平衡檢驗結束后即可進行產品最終檢驗及包裝。

本發明進一步改進，所述步驟2中的噴涂材料為WC-12%Co粉，按重量百分比（%）該噴涂材料由下列組分組成：Co?11～13，C?3.5～4.5，Fe≤0.2，其余為W，粉末粒度（μm）15～45。

與現有技術相比，優點是噴涂時粉末利用率高，送粉率達到45%，涂層與基體的結合情況良好，結合強度≥70MPa，保證應用時有著較高的抗剝落性；噴涂WC基涂層時，噴涂后的WC顆粒氧化分解少，同時粘結相Co也有益于涂層內顆粒間的結合，補充涂層韌性方面的不足，涂層硬度HV₁≥1050，保證涂層具有較高硬度和良好的韌性，為涂層的抗磨損性提供益處；涂層噴涂后的封孔處理，進一步填充涂層內的孔隙，孔隙率低于0.5%，防止腐蝕介質通過涂層孔隙進入腐蝕工件。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明的工藝流程圖；

圖2是本發明中噴涂WC-12%Co涂層的截面金相圖片；

圖3是本發明中噴涂WC-12%Co涂層的截面維氏壓痕金相圖片；

圖4是本發明中WC-12%Co涂層封孔后的截面金相圖片；

圖5是本發明中WC-12%Co涂層XRD圖譜；

圖6是本發明中WC-12%Co涂層高溫摩擦磨損曲線圖；

圖7是本發明中涂層磨損后的SEM和能譜圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。