[发明专利]一种金属陶瓷涂层连铸结晶器铜板及其制备方法

摘要

一种金属陶瓷涂层连铸结晶器铜板及其制备方法，属于连铸结晶器表面处理技术领域。该方法为：将铜板校直除油；启动助燃剂为空气的HVAF喷涂系统，进行喷砂预热，然后启动喷涂工艺程序，点火送喷涂材料WC‑17Co粉，对预热后的铜板喷涂金属陶瓷层，得到金属陶瓷涂层的铜板；采用三层封孔工艺进行铜板表面封孔，然后进行铜板表层固化，得到的金属陶瓷涂层的硬度为HV1250‑HV1400，孔隙率为≤1％，金属陶瓷涂层和连铸结晶器铜板的结合力为≥70MPa。制备的金属陶瓷涂层连铸结晶器铜板，其涂层硬度高，脆性小，孔隙率低，结合力高。

主权项

1.一种金属陶瓷涂层连铸结晶器铜板的制备方法，其特征在于，采用HVAF工艺，其工艺步骤如下：步骤1：铜板预处理(1)铜板表面校直：将铜板校直，得到校直后的铜板；(2)铜板表面除油：将校直后的铜板，除油净化，得到除油净化后的铜板；步骤2：铜板表面喷砂及预热启动HVAF喷涂系统，并设定喷砂工艺程序，点火送喷砂粉，对除油净化后的铜板进行喷砂粗化，同时进行预热，得到预热后的铜板；其中，铜板的预热温度为90‑120℃，表面粗糙度Ra为2.5‑4μm；其中，喷砂及预热的工艺参数为：所述的喷砂粉为粒度为120～200目的白刚玉砂；HVAF喷涂系统的喷砂工艺程序为：助燃剂为空气，空气气压为88‑92psi，燃料为丙烷或丙烯，燃料的气压为92‑96psi，氮气的流量为18‑25L/min，氢气的流量为15‑25L/min，氧气的流量为0‑50L/min，喷涂距离为170‑230mm，送粉量为80‑150g/min；步骤3：铜板表面喷涂启动HVAF喷涂系统，并设定喷涂工艺程序，点火送喷涂材料，对预热后的铜板喷涂金属陶瓷层，得到金属陶瓷涂层的铜板；其中，喷涂材料采用WC‑17Co粉；喷涂过程中，控制铜板的温度≤180℃；喷涂厚度为从结晶器铜板的上部到下部，由0.05‑0.2mm到0.6‑1mm线性递增；HVAF喷涂系统的喷涂工艺程序为：助燃剂为空气，空气气压为70‑80psi，燃料为丙烷或丙烯，燃料的气压为75‑85psi，氮气的流量为18‑25L/min，氢气的流量为15‑25L/min，氧气的流量为0‑100L/min，喷涂距离为170‑230mm，送粉量为80‑150g/min；步骤4：铜板表面封孔采用三层封孔工艺，进行封孔处理，得到封孔后的铜板；每层封孔剂的用量为6.0～7.4m2/L；其中，第一层为底层封孔剂，用喷枪均匀喷涂在金属陶瓷涂层的铜板表面；底层封孔剂为水溶液，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：氧化锆0.5‑2％，稀土0.5‑2％，余量为水；第二层为中间层封孔剂，直接涂抹在底层封孔剂表面，中间层封孔剂含有的成分及各个成分的质量百分比为：铬酐40％‑80％，氧化锌5％‑15％，余量为水；第三层为表层封孔剂，直接涂抹在中间层封孔剂的表面，表层封孔剂含有的成分及各个成分的质量百分比为：铬酐20％‑40％，氧化锌2％‑10％，磷酸20％‑40％，余量为水；步骤5：铜板表层固化将封孔后的铜板，以升温速率为1‑3℃/min，升温至260‑330℃，保温2‑3h，再经20‑30h，冷却至室温，得到金属陶瓷涂层连铸结晶器铜板，清洁封装。