[发明专利]一种耐高温熔融金属浸蚀复合涂层的制备方法

说明书

本发明提供了一种耐高温熔融金属浸蚀复合涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)对工件基体表面进行除油、除湿和喷砂毛化预处理；(2)采用超音速喷涂方式在基体表面喷涂CoCrWSi合金粉末，形成打底层；(3)采用等离子喷涂方式，在打底层表面喷涂混合粉末，形成过渡层，所述混合粉末为CoCrWSi合金粉末和复合ZrO₂陶瓷粉末的混合物；(4)采用等离子喷涂方式，在过渡层表面喷涂复合ZrO₂陶瓷粉末，形成工作层。本发明可以得到与辊子母材膨胀性能相匹配且结合性能优良、抗应力龟裂与剥落能力强、抗高铝锌熔体腐蚀性优异的表面梯度保护涂层。

技术领域

本发明属于材料涂层领域，本发明涉及一种表面复合保护涂层及其制造方法，具体涉及一种可用于(但不限于)连续热镀铝硅生产线用沉没辊和稳定辊的表面防护热喷涂涂层及其制造方法。

背景技术

目前世界上防腐蚀钢铁制品大多都要进行热镀锌处理，热镀锌技术已经成为钢铁防腐蚀方面应用最经济有效的方法，热镀锌板具有好的耐蚀性，良好的加工成形性、焊接性、涂装性及环保性，被广泛应用于建筑、家电、车船、容器制造、机电等各个领域。

在连续热镀锌生产线中，锌液对锌锅中各部件都具有强烈的腐蚀性，特别是沉没辊，其表面状态至关重要，直接影响着钢板的表面质量。在实际生产中，由于锌液对部件和带钢的腐蚀，锌锅中会产生坚硬的金属间化合物颗粒，同时由于腐蚀形成的产物沉积在熔融的锌中，或沉积在沉没辊上结瘤，也会破坏镀层的表面形态，影响产品的质量。因此，要抑制腐蚀的发生，减少腐蚀产物的形成及其在辊面的附着，从而降低停产时间、提高镀层质量、降低维修和更换零件的成本、节约能源、改善环境。

国内外普遍采用对连续热镀锌沉没辊表面进行喷涂保护处理，防止液态金属与沉没辊面的直接接触发生合金化腐蚀反应，造成钢辊表面粗化而影响镀锌钢板的质量。为改进热镀锌钢板表面质量，各家公司想方设法提高沉没辊的使用寿命，改善沉没辊的表面状态。目前采用的保护层材料主要是WC-Co、Fe-Al涂层等，涂层的硬度明显高于基体材料，具有良好的耐磨性、耐蚀性，能在一定程度上提高沉没辊的使用寿命。

随着热镀技术的发展，铝硅镀层已成为国内外镀锌技术发展的一个重要分支。热镀铝硅涂层钢板作为高附加值的钢铁产品，比热镀纯锌和热镀铝锌涂层钢板具有更好的机械性能、更强的抗氧化性，并具有良好的涂装性、加工性和经济性，特别是具有绝佳的耐腐蚀性能，市场前景非常广阔。然而，由于熔融的高铝硅液温度高达680～700℃，比普通的热镀纯锌(450℃左右)温度高出200～250℃，具有更强的腐蚀性，传统使用的WC-Co、WC-Co-Cr、Fe-Al等热喷涂涂层已经不能有效抵御锌铝溶液的侵蚀，沉没辊使用寿命会大幅度降低。因此，沉没辊和稳定辊使用寿命短，就成为制约热镀铝硅板高效生产的瓶颈因素。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种耐熔融金属浸蚀用涂层的制备方法。该方法制备出的沉没辊及稳定辊涂层结构致密、结合良好，同时具有较高的耐熔蚀性能与耐磨损性能，并与铝硅液体具有较低的浸润特性，减少了辊面粘铝锌现象，能够有效地提高辊子的使用寿命，由于辊面综合性能的改善，减少了带钢表面压印或划伤的出现，提高了带钢的表面质量。

本发明的总体技术思路是：首先采用超音速(HVOF)喷涂方式将CoCrWSi合金粉末沉积在基体表面形成一定厚度的打底层，采用等离子喷涂方式再将CoCrWSi合金粉末和复合ZrO₂陶瓷粉末之间按照一定比例混合，使得过渡层的热膨胀系数处于复合ZrO₂陶瓷和CoCrWSi合金之间，沉积在结合底层表面形成过渡层，然后同样采用等离子喷涂方式将复合ZrO₂陶瓷粉末沉积在中间结合层上形成工作层，从而得到完整的耐熔融金属浸蚀复合涂层。

针对本发明要解决的技术问题，本发明提供了一种耐熔融金属浸蚀用涂层的制备方法，其包括如下步骤：

(1)对工件基体表面进行除油、除湿和喷砂毛化预处理；