[发明专利]连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法。

背景技术

连铸结晶器被称为连铸设备的“心脏”，直接影响铸坯品质、连铸机拉速和生产效率等指标。结晶器由长边铜板和短边铜板构成，铜板长时间经受高温铁水冲刷，极易出现热裂纹、磨损、腐蚀等损坏形式；而铜板表面局部损坏又往往造成整个部件失效，故结晶器铜板是继轧辊之后的第二大冶金耗材。目前广泛应用的铜板电镀技术，如早期的电镀Cr、电镀Ni-Cr、至目前常见的电镀Ni-Fe、电镀Ni-Co、电镀Co-Ni等，尽管能够提高铜板使用寿命，但程度有限，远不及具有更高耐磨性和耐热蚀性的新型热喷涂技术。

目前，热喷涂技术发展迅速，已经在钢铁行业多个关键部件进行了成功应用，如沉没辊、稳定辊、炉辊等。在宝钢连铸结晶器短边铜板上也有热喷涂涂层的应用，并应用效果较好，寿命较电镀镀层提高了4-5倍。但目前少有热喷涂技术在连铸结晶器长边铜板的应用案例。这是由于热喷涂技术制备的涂层与基体结合性相对较差，一般通过热处理的方式进行后续处理，但在实际应用中总存在一定的缺陷，如铜板产生不规则、或是较大变形，严重影响了整个连铸结晶器的使用寿命及连铸设备的正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法，利用本方法可方便制备连铸结晶器长边铜板涂层，制得的涂层与铜板基材本体结合强度高，且铜板变形较小，具有良好耐高温腐蚀磨损作用，提高连铸结晶器长边铜板的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法包括如下步骤：

步骤一、将连铸结晶器长边铜板表面机加工，去除原始镀层或疲劳层，加工成待喷涂表面；

步骤二、沿长边铜板长度方向逐步进行矫正，最终将长边铜板待喷涂表面矫正成两边高、中间低的圆弧形状，长边铜板边部最高点与中部最低点相差1-10cm，并圆弧过渡；

步骤三、对长边铜板待喷涂表面采用丙酮进行除油处理，采用有机溶剂、碱液、丙酮、酒精、弱酸或电解方式进行清洗和活化处理；

步骤四、对长边铜板待喷涂表面进行喷砂处理，喷砂处理后表面粗糙度控制在Ra4-10；

步骤五、采用超音速火焰对长边铜板待喷涂表面进行热喷涂处理，喷涂材料为Ni基涂层，涂层随铜板表面形貌，涂层厚度为0.1-2.5mm； 

步骤六、对长边铜板进行热处理，热处理保温温度为800-1100℃，保温时间为60min，热处理过程中，升温速率和降温速率＜30℃/h。

进一步，上述Ni基涂层组份为C含量≤0.25w％、Cr含量≤15w％、W含量≤20w％、B含量≤4w％、Si含量≤5w％、Mo含量5.0w％，余量为Ni。

进一步，上述超音速火焰喷涂的参数为氧气流量为900-1200 SLPM、 煤油流量为3-5L/h、送粉速率为75-150g/min、枪距为20-50cm。    

由于本发明连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法采用了上述技术方案，即首先将长边铜板表面加工成待喷涂表面；并矫正成两边高、中间低的圆弧形状，其相差1-10cm，并圆弧过渡；对待喷涂表面进行除油、清洗和活化处理；再对待喷涂表面进行喷砂处理，并控制粗糙度为Ra4-10；采用超音速火焰对长边铜板待喷涂表面进行Ni基涂层热喷涂处理，涂层厚度为0.1-2.5mm；最后对长边铜板进行热处理，保温温度为800-1100℃，保温时间为60min，升温速率和降温速率＜30℃/h。本方法可方便制备连铸结晶器长边铜板涂层，制得的涂层与铜板基材本体结合强度高，且铜板变形较小，具有良好耐高温腐蚀磨损作用，提高连铸结晶器长边铜板的使用寿命。

具体实施方式

本发明连铸结晶器长边铜板涂层热喷涂方法包括如下步骤：

步骤一、将连铸结晶器长边铜板表面机加工，去除原始镀层或疲劳层，加工成待喷涂表面；

步骤二、沿长边铜板长度方向逐步进行矫正，最终将长边铜板待喷涂表面矫正成两边高、中间低的圆弧形状，长边铜板边部最高点与中部最低点相差1-10cm，并圆弧过渡；

步骤三、对长边铜板待喷涂表面采用丙酮进行除油处理，采用有机溶剂、碱液、丙酮、酒精、弱酸或电解方式进行清洗和活化处理；

步骤四、对长边铜板待喷涂表面进行喷砂处理，喷砂处理后表面粗糙度控制在Ra4-10；

步骤五、采用超音速火焰对长边铜板待喷涂表面进行热喷涂处理，喷涂材料为Ni基涂层，涂层随铜板表面形貌，涂层厚度为0.1-2.5mm；