[发明专利]一种耐磨奥氏体不锈钢带及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐磨奥氏体不锈钢带及其制备方法，通过控制硼、铈的引入含量，使硼、铈复合微合金化来抑制奥氏体不锈钢在热轧制过程中第二相的析出和偏聚倾向，保持较高的强度与塑性；将引入硼、铈后的奥氏体不锈钢带进行离子氮碳氧三元共渗处理，得到预处理奥氏体不锈钢带，使预处理奥氏体不锈钢带具有多层次渗层结构；在耐磨不锈钢带表面涂覆防护层，提高耐磨不锈钢带表面自洁性、耐候性；在防护层中，以水性聚氨酯作为基料，引入改性聚丙烯酸酯，即含3‑甲基丙烯酰胺基多巴胺的聚丙烯酸酯乳液，实现防护层的自修复功能；引入全氟癸基三甲氧基硅烷来提高防护层的疏水性，以碳化硼、氢氧化铜作为填料来增韧防护层。

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域，具体是一种耐磨奥氏体不锈钢带及其制备方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有优异的耐高温性及耐腐蚀性，被广泛应用于石油、化工、能源、仪器、机械、航空航天、海洋工程等工业领域。但是奥氏体不锈钢一般具有较低的硬度与较差的耐磨性，在使用过程中其表面易出现划伤和磨损现象。

传统提高摩擦性能的方法是加入润滑油、润滑脂；但是奥氏体不锈钢面临高温、高压、重载等严苛的条件时，润滑油、润滑脂容易发生分解失效。

现有通常使用渗氮工艺来提高钢的硬度和耐磨性，但是对于奥氏体不锈钢来说，由于奥氏体不锈钢中含有大量的铬及其他合金元素，导致表面会形成致密的钝化膜，阻碍渗氮时氮原子的渗入，使奥氏体不锈钢的耐磨性及力学性能的提高难以达到预期要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨奥氏体不锈钢带及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种耐磨奥氏体不锈钢带的制备方法，包括以下步骤：

S1：将奥氏体不锈钢在真空感应炉内进行熔炼，投入变质剂后保温3-5min，浇注为铸锭；

S2：待铸锭空冷脱模后转移到电阻加热炉中进行均质化处理，空冷至18-25℃，然后升温至1245-1255℃保温20-30min，热轧后得到奥氏体不锈钢带；

S3：将奥氏体不锈钢带进行离子氮碳氧三元共渗处理，保温4h；冷却到18-25℃，得到预处理奥氏体不锈钢带；

S4：将碳化硼纳米颗粒、改性氢氧化铜纳米颗粒、去离子水超声混合15-20min，加入全氟癸基三甲氧基硅烷、改性聚丙烯酸酯、水性聚氨酯搅拌1-2h，得到防护涂料；

S5：将防护涂料涂覆在预处理奥氏体不锈钢带表面，形成防护层，得到一种耐磨奥氏体不锈钢带。

进一步的，以质量百分数计，变质剂为硼铬合金与稀土铈复配而成；奥氏体不锈钢带中硼元素与铈元素的质量比为1：1，以质量百分数计，在奥氏体不锈钢带中硼元素为0.003-0.005%。

进一步的，均质化处理的工作条件：1190-1200℃保温15-20h。

进一步的，以质量份数计，防护涂料中各组分组成为：0.6-0.8份碳化硼纳米颗粒、0.6-0.8份改性氢氧化铜纳米颗粒、20-30份去离子水、1-2份全氟癸基三甲氧基硅烷、20-25份改性聚丙烯酸酯、40-45份水性聚氨酯。

进一步的，离子氮碳氧三元共渗处理的工作条件为：抽真空使得直流等离子体渗氮炉内气压为6-9Pa；然后通入氢气，对奥氏体不锈钢带表面进行25-30min处理，结束后关闭氢气；再通入氮气和丙烷，保持炉内气压为290-300Pa；当温度升至505-515℃时，通入空气。

进一步的，氢气的流量为0.6L·min^-1；通入氮气的浓度为98.5%，通入丙烷浓度为1.5%；空气的流量为0.4L·min^-1。

进一步的，改性氢氧化铜纳米颗粒的制备包括以下步骤：