耐腐蝕涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐腐蝕涂層，其特征在于，由耐腐蝕噴涂用粉末經(jīng)噴涂工藝制得，包覆在基體表面。本發(fā)明提供的耐腐蝕涂層，具有耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕，尤其具有耐溫度高達(dá)870℃的鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕的優(yōu)異性能。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐腐蝕涂層及其制備方法。特別涉及耐鋅液、鋁液及鋅鋁液合金熔液 腐蝕的涂層以及該種涂層的制備方法。 耐腐蝕涂層及其制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前世界上防腐蝕鋼鐵制品大多都要進(jìn)行熱鍍鋅或熱鍍鋁。熱鍍鋅或熱鍍鋁已 經(jīng)成為鋼鐵防腐蝕方面應(yīng)用最基本、最廣泛的方法，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)鋼板、鋼帶、鋼絲、鋼 管、鋼網(wǎng)及五金零件。經(jīng)熱鍍鋅或熱鍍鋁的工件，其壽命可以提高11?28倍。
[0003] 在熱鍍鋅或熱鍍鋁生產(chǎn)線中，鋅液、鋅鋁合金溶液的溫度通常達(dá)到620°C，熱鍍鋁 鍋中鋁液的溫度通常達(dá)到760°C。鋅液或鋁液對(duì)鋅鍋或鋁鍋中各部件（如軸承、沉沒輥、導(dǎo) 向輥、支撐輥）都具有強(qiáng)烈的腐蝕性。另外，由于鋅液或鋁液對(duì)部件的腐蝕，產(chǎn)品（如帶鋼） 對(duì)部件的磨損，鋅鍋或鋁鍋中會(huì)產(chǎn)生堅(jiān)硬的金屬間化合物顆粒，降低了各部件的使用壽命， 一般的鋼帶鍍鋅或鋁線的維修周期平均為兩個(gè)星期。同時(shí)由于腐蝕形成的產(chǎn)物（Fe 2Zn系金 屬間化合物）沉積在熔融的鋅中，也會(huì)破壞鍍層的表面，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。這種定期和不定 期的停產(chǎn)維修造成的損失是非常嚴(yán)重的。若能抑制腐蝕的發(fā)生和減少腐蝕產(chǎn)物的形成，將 會(huì)降低停產(chǎn)時(shí)間、提高鍍層質(zhì)量、降低維修和更換零件的成本、節(jié)約能源、改善生產(chǎn)環(huán)境。隨 著鍍鋅技術(shù)的發(fā)展，高鋁鋅合金鍍層已成為國(guó)內(nèi)鍍鋅技術(shù)發(fā)展的方向。而高鋁鋅液相對(duì)于 傳統(tǒng)的鋁鋅液而言，溫度更高，具有更強(qiáng)的腐蝕性，傳統(tǒng)使用的WC熱噴涂涂層已經(jīng)不能有 效抵御高溫鋅鋁溶液的侵蝕，涂層的使用壽命大大降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種耐腐蝕噴涂用粉末。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 耐腐蝕噴涂用粉末，其特征在于，包括碳化物和金屬單質(zhì)；所述碳化物包括TiC和 WC，還包括TaC、NbC中的一種或兩種；所述金屬單質(zhì)包括Co、Ni和Cr ;所述碳化物的重量占 所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的53%?74%，其余為金屬單質(zhì)。
[0007] 優(yōu)選地是，Cr的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的6%?12%;Co和Ni的總 重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的20 %?35% ;WC的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末 總重量的6%?12% ;TaC和NbC的總重量占噴涂粉總重量的5%?10% ;其余為TiC。
[0008] 優(yōu)選地是，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐腐蝕噴涂用粉末的制備方法。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0011] 耐腐蝕噴涂用粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0012] a.向TiC和WC中加入TaC和NbC中的一種或兩種，均勻混合后裝入石墨容器密 封；將石墨容器放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，調(diào)節(jié)壓力至20?40MPa，以40?80°C /min的速率升溫 至1600?1800°C，保溫1?4小時(shí)，制成陶瓷塊；上述過程中，TiC和WC會(huì)生產(chǎn)WTiC2復(fù)合 相，該復(fù)合相具有高硬度、高抗氧化性能。TaC和NbC均能夠加強(qiáng)TiC的抗氧化性和高溫耐 磨性。
[0013] b.將陶瓷塊破碎、球磨，制得陶瓷顆粒；
[0014] c.將陶瓷顆粒與Co金屬顆粒、Ni金屬顆粒、Cr金屬顆粒均勻混合，加入粘結(jié)劑制 成漿料；粘結(jié)劑為行業(yè)內(nèi)常用的粘接材料。通過噴霧法造粒后，燒結(jié)、等離子球化、分篩得到 耐腐蝕噴涂用粉末。步驟a中生成的WTiC 2復(fù)合相，可改善Co、Ni對(duì)碳化物的潤(rùn)濕性，使碳 化物和金屬單質(zhì)能過充分接觸，緊密結(jié)合。
[0015] 優(yōu)選地是，所述步驟a中，TiC、WC、TaC或NbC的粒徑為1?2 μ m。
[0016] 優(yōu)選地是，所述步驟b中，制得的陶瓷顆粒的粒徑為1?3μπι。
[0017] 優(yōu)選地是，所述步驟c中，Co金屬顆粒、Ni金屬顆粒或Cr金屬顆粒的粒徑為1? 5 μ m〇
[0018] 優(yōu)選地是，Cr的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的6%?12%;Co和Ni的總 重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的20 %?35% ;WC的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末 總重量的6%?12% ;TaC和NbC的總重量占噴涂粉總重量的5%?10% ;其余為TiC。
[0019] 優(yōu)選地是，制得的耐腐蝕噴涂用粉末耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0020] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐腐蝕涂層。
[0021] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0022] 耐腐蝕涂層，其特征在于，由上述耐腐蝕噴涂用粉末經(jīng)噴涂工藝制得，包覆在基體 表面。
[0023] 優(yōu)選地是，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0024] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐腐蝕涂層的制備方法。
[0025] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0026] 耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，采用噴涂設(shè)備將上述耐腐蝕噴涂用粉末熔 解后噴射至基體表面，形成包覆在基體表面的耐腐蝕涂層。
[0027] 優(yōu)選地是，制得的耐腐蝕涂層耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0028] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐腐蝕輥。
[0029] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0030] 耐腐蝕輥，其特征在于，包括基體和包覆在基體表面的耐腐蝕涂層；所述耐腐蝕涂 層由上述耐腐蝕噴涂用粉末經(jīng)噴涂工藝制得。
[0031] 優(yōu)選地是，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0032] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐腐蝕輥的制備方法。
[0033] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0034] 耐腐蝕輥的制備方法，其特征在于，采用噴涂設(shè)備將上述耐腐蝕噴涂用粉末熔融 后噴射至輥面，形成耐腐蝕輥。
[0035] 優(yōu)選地是，制得的耐腐蝕輥耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
[0036] 本發(fā)明提供的耐腐蝕噴涂用粉末，組分分布均勻，且具有很高的球形度。由該粉末 經(jīng)噴涂工藝制得的耐腐蝕涂層，具有耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕，尤其具有耐溫度高 達(dá)870°C的鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕的優(yōu)異性能。有效避免鋅、鋁及其合金熔液腐蝕 輥體，延長(zhǎng)了輥體的使用壽命，降低停產(chǎn)時(shí)間、降低維修和更換零件的成本、節(jié)約能源。同時(shí) 可減少或避免腐蝕產(chǎn)物-金屬間化合物的產(chǎn)生，有效改善鍍層的表面質(zhì)量，提高鋼板品質(zhì)。 由本發(fā)明提供的耐腐蝕噴涂用粉末制得的耐腐蝕涂層，還具有很好的耐鋅液、鋁液及鋅鋁 合金熔液粘附，耐金屬腐蝕，抗氧化，抗熱沖擊、耐高溫等性能。
[0037] 經(jīng)試驗(yàn)證明，耐腐蝕噴涂用粉末的Co和Ni的總重量占耐腐蝕噴涂用粉末總重量 的20%?35%，由其制得的耐腐蝕涂層的耐磨性，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕，耐鋅 液、鋁液及鋅鋁合金熔液粘附，抗熱沖擊性能最優(yōu)。且耐腐蝕涂層制備過程中，粉末沉積效 率高。Co和Ni的重量百分比含量過高，會(huì)降低涂層的耐磨性，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液 腐蝕，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液粘附性能。Co和Ni的重量百分比含量過低，會(huì)降低涂層 的抗熱沖擊性能，減慢涂層制備過程中粉末沉積效率。
[0038] 耐腐蝕噴涂用粉末的Cr的總重量占耐腐蝕噴涂用粉末總重量的6%?12%，由其 制得的耐腐蝕涂層的耐金屬腐蝕，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕，耐鋅液、鋁液及鋅鋁 合金熔液粘附，抗氧化性能最優(yōu)。Cr的重量百分比含量過高，會(huì)降低涂層的耐金屬腐蝕，耐 鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液腐蝕，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液粘附性能。Cr的重量百分比 含量過低，會(huì)降低涂層的抗氧化性能。
[0039] 本發(fā)明提供的耐腐蝕噴涂用粉末的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，制得的耐腐蝕噴涂用粉 末組分分別均勻，球形度高。造粒后燒結(jié)、球化可大大提高粉末性能。
[0040] 本發(fā)明提供的耐腐蝕涂層的制備方法，工藝簡(jiǎn)單?？稍趥鹘y(tǒng)輥面完成噴涂，無需更 換輥，降低了鋼廠的加工制造成本。噴涂材料為粉末狀，使涂層具有良好的厚度均勻性。
[0041] 包覆有本發(fā)明提供的耐腐蝕涂層的耐腐蝕輥，可廣泛應(yīng)用于熱鍍鋅或熱鍍鋁生產(chǎn) 線中，作為沉沒輥、導(dǎo)向輥或支撐輥使用，具有良好的腐蝕性。且輥面的耐腐蝕層具有良好 的抗熱震性能，不易開裂或脫離，使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)的鍍鋅、鋁鋼板等品質(zhì)較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 圖1為本發(fā)明中的耐腐蝕輥正視圖；
[0043] 圖2為圖1的A-A剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述：
[0045] 如圖1和2所示，為耐腐蝕輥1。耐腐蝕輥1包括基體11和包覆基體表面的耐腐 蝕涂層12。基體11即為傳統(tǒng)的沉沒輥。采用熱噴槍將耐腐蝕噴涂用粉末熔融后噴射至基 體11的表面，形成耐腐蝕涂層12,制得包覆有耐腐蝕涂層12的耐腐蝕輥1。各實(shí)施例中耐 腐蝕噴涂用粉末的組分重量百分比含量如表一所示：
[0046] 表一
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 耐腐蝕涂層，其特征在于，由耐腐蝕噴涂用粉末經(jīng)噴涂工藝制得，包覆在基體表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕涂層，其特征在于，所述耐腐蝕噴涂用粉末包括碳化 物和金屬單質(zhì)；所述碳化物包括TiC和WC，還包括TaC、NbC中的一種或兩種；所述金屬單質(zhì) 包括Co、Ni和Cr ;所述碳化物的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的53%?74%，其余 為金屬單質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐腐蝕涂層，其特征在于，Cr的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉 末總重量的6%?12%;Co和Ni的總重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的20%?35%; WC的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的6%?12% ;TaC和NbC的總重量占噴涂粉總 重量的5%?10% ;其余為TiC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕涂層，其特征在于，耐鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐 蝕。
5. 耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，采用噴涂設(shè)備將耐腐蝕噴涂用粉末熔解后噴 射至基體表面，形成包覆在基體表面的耐腐蝕涂層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，所述耐腐蝕噴涂用粉 末包括碳化物和金屬單質(zhì)；所述碳化物包括TiC和WC，還包括TaC、NbC中的一種或兩種；所 述金屬單質(zhì)包括Co、Ni和Cr;所述碳化物的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的53%? 74%，其余為金屬單質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，Cr的重量占所述耐腐 蝕噴涂用粉末總重量的6%?12% ;Co和Ni的總重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的 20%?35% ;WC的重量占所述耐腐蝕噴涂用粉末總重量的6%?12% ;TaC和NbC的總重 量占噴涂粉總重量的5%?10% ;其余為TiC。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，所述耐腐蝕噴涂用粉 末的制備方法包括以下步驟： a. 向TiC和WC中加入TaC和NbC中的一種或兩種，TiC、WC、TaC或NbC的粒徑為1? 2 μ m ;均勻混合后裝入石墨容器密封；將石墨容器放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，調(diào)節(jié)壓力至20? 40MPa，以40?80°C /min的速率升溫至1600?1800°C，保溫1?4小時(shí)，制成陶瓷塊； b. 將陶瓷塊破碎、球磨，制得陶瓷顆粒；陶瓷顆粒的粒徑為1?3μπι ; c. 將陶瓷顆粒與Co金屬顆粒、Ni金屬顆粒、Cr金屬顆粒均勻混合，Co金屬顆粒、Ni金 屬顆?；駽r金屬顆粒的粒徑為1?5 μ m ;加入粘結(jié)劑制成漿料；通過噴霧法造粒后，燒結(jié)、 等離子球化、分篩得到耐腐蝕噴涂用粉末。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，制得的耐腐蝕涂層耐 鋅液、鋁液及鋅鋁合金熔液的腐蝕。
【文檔編號(hào)】C22C32/00GK104060147SQ201410280774
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】張幸, 王建康 申請(qǐng)人:上海君山表面技術(shù)工程股份有限公司