[发明专利]复合结构涂层及其喷涂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合结构涂层及其喷涂方法。

背景技术

沉没辊、稳定辊工作在钢厂热镀锌线的锌锅熔融锌液或锌铝液中，是 保证带钢镀锌质量的核心部件，从退火炉出来的带钢经过沉没辊实现热镀 锌工艺，并通过稳定辊获得有效张力和导向，确保带钢连续稳定地通过气 刀。因此镀锌板表面质量及生产效率在很大程度上取决于沉没辊和稳定辊 的表面质量和耐磨性。

由于铝锌合金和纯锌物理性能的差别，金属铝是活泼金属，熔点为 660℃，锌熔点为420℃，由此导致了锌锅内熔融金属温度在610～620℃(纯 锌液450℃)，因此处在高温熔融金属溶液中的沉没辊、稳定辊，很容易遭 到熔融锌铝合金的腐蚀，进而影响带钢质量。

目前，国内的55％Al-Zn线中的沉没辊和稳定辊基体材料为316L或同 等材料，但由于没有涂层保护，辊体很容易受到熔融锌铝液的腐蚀并粘附 锌铝渣，从而导致带钢表面形成缺陷；另外，辊体使用一个周期后，由于 辊体受损严重，必须对辊体进行车削和磨削加工后才能再次使用。这种使 用方式，既影响了钢厂的生产效率，又因频繁机加工而导致辊体实际使用 寿命缩短。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可对辊体提供 保护、延长辊体使用寿命的复合结构涂层。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

复合结构涂层，其特征在于，其包括在辊体表面包覆的stellite合金层， 在stellite合金层表面包覆的MoB/CoCr金属陶瓷层，MoB/CoCr金属陶瓷 层表面设置有封闭层。

复合结构涂层就是采用多层涂层结构。采用复合结构涂层可实现功能 涂层与保护基体之间良好的过渡，以满足在外部恶劣环境下对涂层材料性 能要求。

其中，所述stellite合金层按照重量百分含量由25％～32％的铬；3.5％～ 5.5％的钨；0.9％～1.8％的碳；0.8％～1.8％的硅；余量为钴组成。

其中，所述的MoB/CoCr金属陶瓷按照重量百分含量由5％～10％的 硼；20％～28％的钴；18％～24％的铬；余量为钼组成。

其中，所述封闭层材料选自氮化硼、三氧化二铬、三氧化二铝中的一 种或几种。

本发明的另一个目的是提供一种复合结构涂层喷涂方法，其特征在于， 使用超音速火焰喷涂方法依次在基体表面喷涂stellite合金层与MoB/CoCr 金属陶瓷层，然后使用封孔剂在MoB/CoCr金属陶瓷层表面进行封孔处理 形成封闭层。

其中，所述stellite合金层按照重量百分含量由25％～32％的铬；3.5％～ 5.5％的钨；0.9％～1.8％的碳；0.8％～1.8％的硅；余量为钴组成。

其中，所述的MoB/CoCr金属陶瓷按照重量百分含量由5％～10％的 硼；20％～28％的钴；18％～24％的铬；余量为钼组成。

其中，所述封孔剂选自氮化硼、三氧化二铬、三氧化二铝中的一种或 几种。

其中，在基体表面喷涂stellite合金层之前，首先将辊体在60～150 ℃范围内预热；再喷砂处理，喷料为14～60目刚玉砂，喷砂后辊体表面 粗糙度Ra4～20μm。

其中，封孔处理之前，抛磨金属陶瓷层表面，再进行封孔处理，封孔 处理后在200～390℃下保温1～4h，随炉冷却即可。

本发明提供的是一种涂层表面改性技术，通过为该镀锌生产线中的沉 没辊、稳定辊表面制备功能性的复合结构涂层，并采用涂层封孔处理后， 从而起到增强辊面抗锌铝腐蚀性能、抗高温磨损性能等作用，进而提高辊 体使用寿命、提高连续热镀锌生产线及其产品质量稳定性。

本技术采用了stellite合金粉末和MoB/CoCr金属陶瓷粉末，并采用超 音速火焰喷涂技术，在沉没辊、稳定辊表面喷涂了功能性复合结构涂层， 再采用涂层封孔技术对涂层进行封孔处理后，辊体可有效防治熔融Zn-Al 液对辊面的腐蚀和带钢的磨损，提高了辊体的连续生产时间，从而降低了 辊体的更换频率；同时辊体使用一个周期后，可采用磷酸或硫酸等酸性溶 液作为退锌溶液，将辊体浸泡在该溶液中进行退锌处理，将辊面退锌后， 可再次直接使用1～2次，因此降低了辊体的机加工次数，从而提高了辊 体的使用寿命。