專利名稱：超音速噴涂板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板涂層的鹽浴重熔工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連鑄結(jié)晶器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超音速噴涂板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板涂層的鹽浴重熔工藝。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)中的 核心部件，高溫磨損、熱裂紋、熱變形已經(jīng)成為結(jié)晶器窄邊銅板更換的主要原因。近年來，采用超音速噴涂工藝對(duì)結(jié)晶器表面進(jìn)行處理在很大的程度上提高了結(jié)晶器的耐磨和耐蝕性能，提高板坯的質(zhì)量和生產(chǎn)率，節(jié)約成本，延長結(jié)晶器的使用壽命。CN 1003514420C公布了 “一種超音速火焰噴涂結(jié)晶器銅板的方法”采用50% 95 %鎳基合金，加入5 % 50 %的氧化鋁顆粒，利用超音速火焰噴涂設(shè)備對(duì)結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行噴涂強(qiáng)化，其特點(diǎn)在于不采用熱處理方法。此工藝簡單方便，但是制備的涂層不具備與銅基體的冶金結(jié)合特點(diǎn)，涂層內(nèi)部的氣孔不能愈合、硬質(zhì)耐磨相不能充分析出，在實(shí)際工作條件下的耐磨損性能、耐冷熱疲勞性能、耐剝落性能不能得到很好的保障。發(fā)明專利CN 101302619A公布了 “結(jié)晶器銅板超音速噴涂方法”，利用熱噴涂技術(shù)，在結(jié)晶器Cu基體表面獲得了高硬度耐磨、耐蝕鎳基涂層，但是需要后續(xù)熔融熱處理增加涂層與基體結(jié)合的強(qiáng)度，熱處理溫度為800°C _950°C，保溫0. 5 3h，在銅的再結(jié)晶溫度以上，銅基體嚴(yán)重晶粒長大，對(duì)結(jié)晶器銅板的變形嚴(yán)重，降低銅基體的硬度，并增加了后續(xù)矯形處理的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超音速噴涂板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板涂層的鹽浴重熔工藝。獲得的涂層均勻致密，孔隙率低，高溫耐磨、耐蝕性能好、涂層與鑄坯摩擦系數(shù)較低。并且，重熔后的銅基體無氧化、無變形，銅基體的硬度不降低，涂層與銅基體呈現(xiàn)冶金結(jié)合。且該工藝具有生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源的特點(diǎn)。本發(fā)明的具體制作工藝步驟如下(1)將待噴涂的工件表面用丙酮凈化處理，用20目的棕剛玉進(jìn)行噴砂粗化處理， 采用酸洗工藝洗去嵌入表面的棕剛玉微細(xì)顆粒；(2)用超音速火焰噴涂設(shè)備在結(jié)晶器銅板表面制備鎳基合金涂層；(3)將鹽浴爐升溫至450 550°C ；(4)將帶涂層的銅板基體部分浸入鹽浴加熱爐，涂層面露出，保溫1. 5 3小時(shí)；(5)用氧-乙炔、激光、等離子做熱源，將涂層加熱到950 1050°C，實(shí)現(xiàn)涂層重熔；(6)涂層重熔后將窄邊銅板放置在保溫罩中冷卻。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、采用本工藝制作的涂層具有與銅基體呈冶金結(jié)合、涂層內(nèi)部孔隙率低、硬度高的特性。
2、在使用過程中，涂層不會(huì)脫落，并且涂層與鑄坯的摩擦系數(shù)小，有效地降低了鑄坯坯殼與涂層的摩擦力，有利于拉坯速度的提高，從而提高連鑄速度。3、采用了鹽浴加熱預(yù)熱工藝，保護(hù)銅基體不受氧化，降低了重熔時(shí)的溫度梯度，使得重熔時(shí)的熱量更集中，銅在高溫下停留時(shí)間短，銅板基體的硬度和強(qiáng)度得到保障，降低了窄邊銅板使用過程中的變形傾向，提高服役能力。4、該涂層可承受鑄坯表面的高溫磨損，且與鑄坯的摩擦系數(shù)較低，有利于鑄坯表面質(zhì)量的提高和拉坯速度的提高。
具體實(shí)施例方式1)噴涂前對(duì)結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行預(yù)處理，先將待噴涂的工件表面用丙酮凈化處理，徹底清除附著在工件表面上的油污；再用20目的棕剛玉進(jìn)行噴砂粗化處理，清除基體表面的氧化物，增加噴涂的附著力；采用75%的鹽酸進(jìn)行酸洗，洗去殘留在表面的棕剛玉微細(xì)顆粒，減少涂層與基體之間的氧化物夾雜。2)采用超音速火焰噴涂設(shè)備在銅結(jié)晶器表面制備鎳基合金涂層，反復(fù)噴涂至涂層厚度約1mm，噴涂過程中及時(shí)測量銅板溫度，并采取冷卻措施，保證銅板背部溫度100°C左
右ο3)銅板涂層面朝上在鹽浴爐中進(jìn)行預(yù)熱，鹽浴成分為60% Na0H+40% NaCl，鹽浴爐溫520°C。4)將帶涂層的銅板基體部分浸入鹽浴加熱爐，涂層面露出，保溫1. 5小時(shí)，使得銅板加熱均勻。5)采用氧乙炔火焰的中性火焰對(duì)涂層局部加熱，將涂層加熱到1000°C，涂層發(fā)生冶金反應(yīng)后移動(dòng)火焰，直至涂層與基體全部冶金結(jié)合。6)涂層重熔后將窄邊銅板放置在保溫罩中冷卻，將帶涂層的銅板按照使用要求的精度加工至相應(yīng)尺寸，即可上機(jī)使用。
權(quán)利要求
1. 一種超音速噴涂板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板涂層的鹽浴重熔工藝，其特征在于，步驟如下(1)將待噴涂的工件表面用丙酮凈化處理，用20目的棕剛玉進(jìn)行噴砂粗化處理，采用酸洗洗去嵌入表面的棕剛玉顆粒；(2)用超音速火焰噴涂設(shè)備在結(jié)晶器銅板表面制備鎳基合金涂層；(3)將鹽浴爐升溫至450 550°C；(4)將帶涂層的銅板基體部分浸入鹽浴加熱爐，涂層面露出，保溫1.5 3小時(shí)；(5)用氧-乙炔、激光或等離子做熱源，將涂層加熱到950 1050°C，實(shí)現(xiàn)涂層重熔；(6)涂層重熔后將窄邊銅板放置在保溫罩中冷卻。
全文摘要
一種超音速噴涂板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板涂層的鹽浴重熔工藝，屬于連鑄結(jié)晶器技術(shù)領(lǐng)域。步驟為將待噴涂的工件表面用丙酮凈化處理，用20目的棕剛玉進(jìn)行噴砂粗化處理，采用酸洗工藝洗去嵌入表面的棕剛玉微細(xì)顆粒；用超音速火焰噴涂設(shè)備在結(jié)晶器銅板表面制備鎳基合金涂層；將鹽浴爐升溫至450～550℃；將帶涂層的銅板基體部分浸入鹽浴加熱爐，涂層面露出，保溫1.5～3小時(shí)；用氧-乙炔、激光、等離子做熱源，將涂層加熱到950～1050℃，實(shí)現(xiàn)涂層的重熔；涂層重熔后將窄邊銅板放置在保溫罩中冷卻。優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源；重熔后的銅基體無氧化、無變形，銅基體的硬度不降低，涂層內(nèi)析出硬質(zhì)耐磨相，涂層與銅基體呈現(xiàn)冶金結(jié)合。
文檔編號(hào)C23C4/12GK102352506SQ20111028408
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者張楠, 張熹, 張飛虎, 曹建平, 牟淑坤, 章軍, 董現(xiàn)春, 許靜, 郭占山, 陳延清, 隋大鵬, 鞠建斌 申請(qǐng)人:首鋼總公司