[發(fā)明專利]一種用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層及其制備方法

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• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113403564A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 斯松華;易新林;楊康;張世宏;薛召露;劉俠
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/129;C23C4/02
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明涉及冷軋輥涂層技術領域，具體涉及一種用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層及其制備方法，包括質(zhì)量百分數(shù)為70～95％的FeCrBSi和質(zhì)量百分數(shù)為5～30％的Cr₃C₂，對原始粉末采用空氣燃料超音速火焰噴涂后，涂層具有高的結合強度，避免了服役過程中輥面涂層的剝落，同時，涂層的孔隙率低、韌性高、耐磨性很好，可以有效延長冷軋輥的使用壽命，減少停機概率，降低了冷軋輥更換及維護的成本。

技術領域

本發(fā)明涉及冷軋輥涂層技術領域，具體涉及一種用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層及其制備方法。

背景技術

在冶金行業(yè)中，冷軋輥既要承受很大的軋制力，還要承受很大的沖擊載荷力，且與產(chǎn)品發(fā)生劇烈的相互摩擦作用，造成冷軋輥表面的磨損、剝落和粘輥等現(xiàn)象；傳統(tǒng)的冷軋輥表面防護方法是電鍍鉻，但電鍍工藝過程會對周圍環(huán)境及生物等造成污染及危害，與綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等理念相背；其他表面工程技術，如感應加熱淬火、堆焊、物理氣相沉積、激光熔覆等，都或多或少存在一些不足之處，如淬硬性和裂紋敏感性大、涂層與基體之間的結合力差、設備成本高、存在表層微裂紋等問題；目前，較為常用的是采用熱噴涂技術在冷軋輥表面制備組分為WC及Co的涂層，但使用該涂層的冷軋輥缺點在于結合強度低、韌性差；因此需要研究一種新型的用于冷軋輥表面的涂層。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有冷軋輥表面涂層結合強度低、韌性差的問題，提供了一種用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層，包括質(zhì)量百分數(shù)為70～95％的FeCrBSi和質(zhì)量百分數(shù)為5～30％的Cr₃C₂。

所述涂層厚度為0.30～0.40mm。

所述Cr₃C₂中包括納米Cr₃C₂和微米Cr₃C₂。

所述Cr₃C₂中納米Cr₃C₂的質(zhì)量百分比為50％。

所述微米Cr₃C₂的粉末粒徑為5～50μm，所述納米Cr₃C₂的粉末粒徑為10～800nm

所述FeCrBSi的粉末粒徑為15μm～50μm。

本發(fā)明還公開了一種上述用于冷軋輥表面的納米陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層的制備方法，包括以下步驟：

S1：按比例稱取各原料粉末，進行充分混合，獲得涂層粉末，封裝；

S2：使用酒精對冷作模具鋼冷軋輥表面進行清洗，檢查冷軋輥表面有無缺陷，然后測量輥型直徑并記錄；

S3：采用自動噴砂機進行噴砂處理，冷軋輥表面噴砂后表面粗糙度要求Ra為0.1-0.3μm；

S4：將混合好的涂層粉末于80±10℃預熱2小時以上，采用空氣燃料超音速火焰噴涂設備制備冷軋輥涂層。

所述步驟S3中噴砂材料為24目白剛玉，噴槍角度90±10°，空氣壓力5kg/cm²，噴槍到冷軋輥表面距離400-600mm。

所述步驟S4中噴涂工藝參數(shù)為：送粉率50-70g/min、氧氣流速200-240L/min、空氣流速330-370L/min、丙烷流速65-85L/min、槍距100-200mm。