[实用新型]一种沉没辊的多元合金涂层及喷涂用喷枪喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及沉没辊的修复技术领域，尤其涉及一种沉没辊的多元合金涂层及喷涂用喷枪喷嘴。

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。为了改善和提高该类辊的表面性能和使用寿命，目前常用的方法是利用热喷涂技术，在其表面热喷一层结合牢、防腐蚀、耐磨的涂层。缺陷是：热喷涂层不可避免存在大量孔隙，导致致密性差，这些孔隙的存在为锌的扩散提供了扩散通道，涂层与基体间结合力差、易脱落；喷涂时喷涂材料氧化分解率高，粉末利用率低。

除腐蚀和渗透失效外，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等失效形式。当涂层与基体存在气泡、夹渣、分层，常会在正常磨损失效之前，引发表面裂纹或表面剥落等失效。由于沉没辊在自身残余拉应力以及循环热应力影响下，涂层结合强度以及涂层表面成分均匀性不足引起沉没辊涂层材料抗热冲击性能欠佳。有时，在实际制造沉没辊过程中，涂层材料与基体结合不良时往往出现微裂纹，微裂纹在循环热应力条件下发生蔓延扩展，以致发生剥落，甚至辊身断裂。因此，涂层材料选择以及制备工艺是非常重要的影响因素。

美国Rutger大学的Sadangi等人利用“喷雾干燥→还原分解→气相碳化”工艺制备了粒度为0.6μm的Cr₃C₂粉末(参见R.K.Sadangi，L.E.McCandlish，B.H.Kear，P.Seegopaul.Synthesisandcharacterizationofsubmicronvanadiumandchromiumcarbidegraingrowthinhibitors.AdvancesinPowderMetallurgy&ParticularMaterials，1998：P9-P15)。其工艺过程为：首先制备含Cr的前驱体溶液，然后进行喷雾干燥，再将喷雾干燥的粉末进行热解，将热解后的产物用CH4/H2混合气体进行气相碳化。该方法存在的主要问题是工艺较复杂，并且制得的碳化铬粉末的粒度偏大，不能满足碳化铬粉末在现代工业中的应用。

经检索，中国专利申请，公开号：CN103741090A，公开日：2014.04.23，公开了一种耐沉没辊和稳定辊表面涂层的喷涂方法，属于熔融态覆层材料喷镀技术领域，尤其涉及一种应用于沉没辊和稳定辊表面的高送粉率抗高温腐蚀、耐磨损涂层的喷涂方法。该方法按以下步骤进行：工件的预处理、喷涂作业、涂层表面清理、粗糙度调整、封孔处理、动平衡试检验、检验包装。喷涂时粉末利用率高，送粉率达到45％；喷涂WC基涂层时，喷涂后的WC颗粒氧化分解少，同时粘结相Co也有益于涂层内颗粒间的结合，补充涂层韧性方面的不足，涂层硬度HV1≥1050，保证涂层具有较高硬度和良好的韧性；涂层喷涂后的封孔处理，进一步填充涂层内的孔隙，孔隙率低于0.5％，防止腐蚀介质通过涂层孔隙进入腐蚀工件。但该发明采用WC/Co结合，结合强度不高，很容易因应力变化而发生剥落而失效。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中存在沉没辊辊面容易产生点蚀、蚀坑而变得粗糙以及膜层和基体结合度不高造成使用寿命短等问题，本实用新型提供了一种沉没辊的多元合金涂层及喷涂用喷枪喷嘴。它通过优化多元合金涂层成分及分布，具有良好的耐锌液腐蚀、耐磨损性能，并达到了提高粘结底层与沉没辊基层的结合强度的目的。

2.技术方案

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。