復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)輥，其特征在于，包括基體及包覆在基體表面的抗結(jié)瘤復(fù)合涂層；抗結(jié)瘤復(fù)合涂層包括至少三層子涂層，分別為包覆在基體表面的合金層、包覆在合金層表面的第一金屬陶瓷層和包覆在第一金屬陶瓷層表面的第二金屬陶瓷層。本發(fā)明提供的復(fù)合結(jié)構(gòu)輥具有抗結(jié)瘤復(fù)合涂層，具有耐磨損、抗高溫、抗氧化、抗熱震、抗結(jié)瘤等性能，大大提高采用該復(fù)合結(jié)構(gòu)輥制造的鋼板的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】復(fù)合結(jié)構(gòu)輥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)輥。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們正面臨著由高耗能、高成本、低附加值的 產(chǎn)品，向著低耗能、低成本、高附加值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。其中伴隨生活水平的提高，中國(guó)的 汽車(chē)需求量大幅度的增加，高中級(jí)轎車(chē)相繼在華建立生產(chǎn)基地，對(duì)高端汽車(chē)板的需求也越 來(lái)越大，使得高端冷軋鋼板成為制造汽車(chē)板的主要原材料。這對(duì)鋼板的生產(chǎn)設(shè)備提出了更 高的要求。
[0003] 爐輥?zhàn)鳛殇摪暹B續(xù)退火爐的核心部件，處于高溫、高速、還原性氣氛的嚴(yán)酷工作環(huán) 境中，能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作將直接決定鋼板的性能和質(zhì)量。爐輥在工作中高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋼板 在爐內(nèi)快速移動(dòng)，這要求爐輥具有良好的摩擦系數(shù)，適當(dāng)?shù)拇植诙?，為鋼帶提供充足的摩?力。同時(shí)，由于鋼帶與輥體的不斷接觸，也要求輥體具有良好的耐磨損性能。在鋼帶加工過(guò) 程中，要保持相當(dāng)高的溫度（最高溫度可達(dá)l〇〇〇°C以上），這要求爐輥具備優(yōu)良的抗高溫、 抗氧化的性能。爐輥由于在爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間暴露，雖然有氣體保護(hù)，但出現(xiàn)氧化的可能性還是 比較大的，爐輥表面被氧化后，表面粗糙度也會(huì)隨之發(fā)生變化，對(duì)制造出高品質(zhì)鋼板十分不 利。由于工作中要充入適量的還原性氣體，這會(huì)使鋼帶表面的氧化鐵或氧化錳等被還原成 鐵、錳等金屬，而鐵、錳與爐輥材料（多為耐熱不銹鋼）具有很強(qiáng)的親和性、互溶性，容易黏 附在輥面上形成積瘤，難以手工去除，必須借助工具如銼刀，耗時(shí)耗力。而且隨著爐輥工作 溫度升高，結(jié)瘤和磨損也隨之加大，爐輥與鋼板之間的滑動(dòng)也會(huì)促進(jìn)結(jié)瘤生成。結(jié)瘤會(huì)使鋼 板滑移過(guò)輥面時(shí)會(huì)在鋼板上留下凹坑、拉傷、劃痕等缺陷，從而影響鋼板質(zhì)量。


【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，提供一種抗結(jié)瘤復(fù)合涂層。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 抗結(jié)瘤復(fù)合涂層，其特征在于，包括至少三層涂層，分別為包覆在基體表面的合金 層、包覆在合金層表面的第一金屬陶瓷層和包覆在第一金屬陶瓷層表面的第二金屬陶瓷 層；所述合金層按照重量百分比含量由50%?65%的Co、18%?28%的Cr、6%?12%的 A1、0.2%?2%的Y、6%?12%的Ta組成；所述第一金屬陶瓷層按照重量百分比含量由 10%?15%的丫20 3、48%?60%的(：〇、14%?26%的0、4%?10%的六1、0.2%?2%的 Y、4%?10%的Ta組成；所述第二金屬陶瓷層按照重量百分比含量由15%?20%的CrB2、 10%?15%的丫 203、35%?50%的(：〇、10%?18%的0、4%?8%的六1、0.2%?2%的￥、 4%?8%的Ta組成。
[0007] 優(yōu)選地是，所述基體為退火爐爐輥。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種抗結(jié)瘤復(fù)合涂層的噴涂方法。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0010] 抗結(jié)瘤復(fù)合涂層的噴涂方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] a.采用噴涂設(shè)備，將按照重量百分比含量由50%?65%的Co、18%?28%的Cr、 6%?12%的A1、0. 2%?2%的Y、6%?12%的Ta組成的合金粉末噴涂至基體表面，形成 1?20 μ m的合金層；
[0012] b.采用噴涂設(shè)備，將按照重量百分比含量由10 %?15 %的￥203、48 %?60 %的 (：〇、14%?26%的0、4%?10%的六1、0.2%?2%的￥、4%?10%的了&組成的第一金屬 陶瓷粉末噴涂至合金層表面，形成10?30 μ m的第一金屬陶瓷層；
[0013] c.采用噴涂設(shè)備，將按照重量百分比含量由15%?20%的CrB2、10%?15%的 丫20 3、35%?50%的(：〇、10%?18%的0、4%?8%的六1、0.2%?2%的￥、4%?8%的丁& 組成的第二金屬陶瓷粉末噴涂至第一金屬陶瓷層表面，形成10?30 μ m的第二金屬陶瓷 層。
[0014] 優(yōu)選地是，所述基體為退火爐爐輥。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種抗結(jié)瘤的復(fù)合結(jié)構(gòu)輥。
[0016] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0017] 復(fù)合結(jié)構(gòu)輥，其特征在于，包括基體及包覆在基體表面的抗結(jié)瘤復(fù)合涂層；抗結(jié)瘤 復(fù)合涂層包括至少三層子涂層，分別為包覆在基體表面的合金層、包覆在合金層表面的第 一金屬陶瓷層和包覆在第一金屬陶瓷層表面的第二金屬陶瓷層；所述合金層按照重量百分 比含量由50%?65%的Co、18%?28%的Cr、6%?12%的Α1、0· 2%?2%的Y、6%? 12 %的Ta組成；所述第一金屬陶瓷層按照重量百分比含量由10 %?15 %的￥203、48 %? 60%的(：〇、14%?26%的0、4%?10%的六1、0.2%?2%的￥、4%?10%的了&組成；所 述第二金屬陶瓷層按照重量百分比含量由15%?20%的CrB 2、10%?15%的Y203、35%? 50%的(：〇、10%?18%的0、4%?8%的六1、0.2%?2%的￥、4%?8%的了&組成。
[0018] 優(yōu)選地是，所述基體為退火爐爐輥。
[0019] 本發(fā)明提供的復(fù)合結(jié)構(gòu)輥，具有抗結(jié)瘤復(fù)合涂層，具有耐磨損、抗高溫、抗氧化、抗 熱震、抗結(jié)瘤等性能，大大提高采用該種復(fù)合結(jié)構(gòu)輥制造的鋼板的質(zhì)量。另一方面，復(fù)合結(jié) 構(gòu)輥的使用壽命較傳統(tǒng)爐輥也有所延長(zhǎng)，延長(zhǎng)時(shí)間不低于傳統(tǒng)爐輥壽命的1/3,從而降低了 復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的使用成本。
[0020] 本發(fā)明提供的抗結(jié)瘤復(fù)合涂層包括三層涂層，分別為包覆在基體表面的合金層、 包覆在合金層表面的第一金屬陶瓷層和包覆在金屬陶瓷層表面的第二金屬陶瓷層。較采用 陶瓷材料直接包覆基體表面，大大提高了涂層與爐輥的結(jié)合力，有效避免涂層脫落，延長(zhǎng)復(fù) 合結(jié)構(gòu)棍的使用壽命。
[0021] 將合金層作為包覆基體表面的打底層，由于合金層與基體材料在熱傳導(dǎo)、熱膨脹 等性能上相匹配，使得涂層與基體之間具有良好的結(jié)合強(qiáng)度，確?；w（如爐輥）長(zhǎng)時(shí)間的 使用后涂層也無(wú)脫落，延長(zhǎng)了復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的使用壽命，降低了復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的維護(hù)頻率。
[0022] 將第二金屬陶瓷層作為面層，在合金內(nèi)添加陶瓷材料，即保留了合金抗高溫、抗氧 化、抗熱震、耐磨損、適當(dāng)?shù)拇植诙鹊葍?yōu)異性能，同時(shí)具有陶瓷材料起到的抗結(jié)瘤作用。特別 地，B、Y元素的加入，使涂層表面形成完整致密的氧化膜，進(jìn)一步提高涂層的抗高溫、抗氧 化、耐磨損性能，延長(zhǎng)了復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的使用壽命，降低了復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的維護(hù)頻率。更重要的 是，陶瓷材料的加入，降低了涂層對(duì)金屬的親和性，延緩或阻止結(jié)瘤現(xiàn)象的發(fā)生，使涂層具 有抗結(jié)瘤的優(yōu)異性能，避免因復(fù)合結(jié)構(gòu)輥表面結(jié)瘤導(dǎo)致鋼板滑移過(guò)輥面時(shí)在鋼板上留下凹 坑、拉傷、劃痕，大大提高采用該復(fù)合結(jié)構(gòu)輥制造的鋼板的質(zhì)量。
[0023] 在第二金屬陶瓷層和合金層之間設(shè)置一過(guò)度層，第一金屬陶瓷層。第一金屬陶瓷 層中陶瓷材料含量低于第二金屬陶瓷層中陶瓷材料含量。該過(guò)度層兼具合金層和第二金屬 層的性能，確保第二金屬陶瓷層與合金層的粘接強(qiáng)度，防止第二金屬陶瓷層脫落，延長(zhǎng)了復(fù) 合結(jié)構(gòu)輥的使用壽命，降低了復(fù)合結(jié)構(gòu)輥的維護(hù)頻率，節(jié)約人力成本。
[0024] 本發(fā)明提供的抗結(jié)瘤復(fù)合涂層的噴涂方法，工藝簡(jiǎn)單?？稍趥鹘y(tǒng)爐輥表面完成噴 涂，無(wú)需更換爐輥，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。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明中的復(fù)合結(jié)構(gòu)輥正視圖；
[0026] 圖2為圖1的A-A剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述：
[0028] 如圖1和2所示，為復(fù)合結(jié)構(gòu)輥1。復(fù)合結(jié)構(gòu)輥1包括基體11和包覆基體表面的 抗結(jié)瘤復(fù)合涂層12?；w11即為傳統(tǒng)的退火爐爐輥。抗結(jié)瘤復(fù)合涂層12包括三層子涂 層，分別為包覆在基體表面的合金層121、包覆在合金層121表面的第一金屬陶瓷層122和 包覆在第一金屬陶瓷層122表面的第二金屬陶瓷層123。各實(shí)施例中抗結(jié)瘤復(fù)合涂層12的 合金層121的組分重量百分比含量如表一所示：
[0029] 表一

【權(quán)利要求】
1. 復(fù)合結(jié)構(gòu)輥，其特征在于，包括基體及包覆在基體表面的抗結(jié)瘤復(fù)合涂層；抗結(jié)瘤 復(fù)合涂層包括至少三層子涂層，分別為包覆在基體表面的合金層、包覆在合金層表面的第 一金屬陶瓷層和包覆在第一金屬陶瓷層表面的第二金屬陶瓷層；所述合金層按照重量百分 比含量由50%?65%的Co、18%?28%的Cr、6%?12%的Α1、0· 2%?2%的Y、6%? 12 %的Ta組成；所述第一金屬陶瓷層按照重量百分比含量由10 %?15 %的￥203、48 %? 60%的(：〇、14%?26%的0、4%?10%的六1、0.2%?2%的￥、4%?10%的了&組成；所 述第二金屬陶瓷層按照重量百分比含量由15%?20%的CrB 2、10%?15%的Y203、35%? 50%的(：〇、10%?18%的0、4%?8%的六1、0.2%?2%的￥、4%?8%的了&組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)輥，其特征在于，所述基體為退火爐爐輥。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK104057657SQ201410281092
【公開(kāi)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