[发明专利]一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法，属于沉没辊的修复技术领域。本发明的试验装置，包括锌锅箱、保温箱和控制机构，锌锅箱的底部嵌入保温箱内；其中：锌锅箱的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊，模拟沉没辊居下设置，部分模拟沉没辊沉没在锌锅箱内的锌液内；驱动辊、模拟沉没辊和张紧辊的外壁缠绕有带钢；保温箱内置加热器，加热器正对锌锅箱的底部；控制机构包括电动机和传动带，电动机通过传动带和驱动辊传动式连接。本发明通过模拟沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，能够检测沉没辊涂层性能优劣。解决了沉没辊在生产线上的高温锌液中做运行寿命检测时影响带钢质量问题。

技术领域

本发明涉及沉没辊的修复技术领域，尤其涉及一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法。

背景技术

连续热镀锌生产线上的沉没辊和稳定辊由于长期工作在500℃的熔融锌液中，受到锌金属溶液的强烈腐蚀和渗透，辊面容易产生点蚀、蚀坑而变得粗糙，严重影响辊面的平整度，进而影响镀锌板的表面质量；同时钢带由辊面带动的运动速度高达35～40m/s，因此引发摩擦磨损，辊子损耗十分明显，需要经常更换，增加生产成本，影响生产效率。

针对沉没辊而言，其关键技术指标是材料在高温锌液中运行寿命、以及带钢热镀锌质量问题。实际带钢热镀锌过程中，由于带钢很长，必须长时间连续作业，为检测沉没辊涂层性能，直接进入轧钢企业热镀锌生产线有较大难度，可能会对带钢镀锌质量产生影响，因此，就要求可以在实验室内模拟沉没辊运行情况。

锌液腐蚀沉没辊的机理是：Fe与Zn在高温环境中发生溶解反应，生成FeZn化合物，变成渣料进入锌液中，进而在辊面产生磨料磨损。磨损的机理主要包括磨料磨损、塑性变形、脆性断裂及脱落。影响磨损失效的主要因素是磨料与沉没辊基体显微硬度的比值、材料的机械性能等。在锌液腐蚀以及磨损的双重作用下，沉没辊表面金属不断溶解，且微粒不断与辊身分离，工作层变薄，辊身直径变小，硬度和耐磨性同步下降，当辊身直径和硬度下降到最小允许值时，即达到失效。除磨蚀磨损失效外，具有涂层结构的沉没辊还面临因涂层与基体结合不良而引起的剥落以及因涂层结构缺陷而导致的锌液浸入、涂层开裂等失效形式。当涂层结构存在较大气孔，甚至微裂纹，且与基体热应力较大时，常会在正常腐蚀磨损失效之前，引发表面涂层开裂或表面剥落等失效。

经检索，中国专利申请，公开号：CN205426702U，公开日：2018.08.03，公开了一种能够进行转动试验的摩擦磨损试验机，属于磨损试验机技术领域。该实用新型的摩擦磨损试验机，包括底座、固定在底座上的驱动机构和上夹具，所述的驱动机构包括依次相连的电机、减速机和传动轴，其中，待试验的下试件为圆环形且固定安装于传动轴的输出端，所述的上夹具对应设于下试件的上方，待试验的上试件与装夹块固定相连，且装夹块固定于上夹具的卡槽内。该实用新型是在现有往复式直线运动摩擦磨损试验机的基础上进行改进得到的，能够模拟不同形式摩擦副在不同接触状态下的旋转滑动磨损过程，从而能够更好地反映沉没辊滑动轴承轴套与轴瓦之间的实际磨损工况。该实用新型只能对摩擦磨损进行试验，对于沉没辊来说，其耐腐蚀的性能试验更为必要。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在沉没辊在生产线上的高温锌液中做运行寿命检测时影响带钢质量的问题，本发明提供了一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法。它通过模拟沉没辊在熔融液态锌中的工作原理和工作环境，研究制作了沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法，可以模拟沉没辊热镀锌生产线上实际运行状况，以检测沉没辊涂层性能优劣。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：