[发明专利]一种非晶、纳米晶结晶器铜辊表面修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型金属材料领域，尤其涉及一种非晶、纳米晶结晶器铜辊表面修复方法。

背景技术

非晶态合金制取的基本原理是急冷凝固，需满足冷却速度大于10⁵-10⁸℃/s。结晶器的辊套必须在长时间浇注钢水及温度不断升高条件下，表面要保持恒定的光洁度和几何形状。因此结晶器的辊套的材质导热系数及硬度必须达到要求，并且该材料和欲制取的非晶态合金具有较好的浸润性。目前，在非晶合金制备的过程当中，接触钢液的结晶器表面温度约为600℃，而当结晶器制备出非晶合金后，其接触钢液的结晶器表面暴露于空气之中，其表面温度骤降至约200℃。

综上所述，由于结晶器连续处于冷热交替的环境当中，非晶结晶器的本体铜材料作为直接工作面与钢水接触生产时，会对非晶结晶器本体造成严重的损坏。若不预先对结晶器表面进行改性，在实际使用时，会导致结晶器表面上的热交替过程不均匀，浇铸时产生的热应力和机械应力会造成非晶结晶器本体损伤严重，使得结晶器使用寿命缩短，从而导致非晶合金的生产成本升高，非晶合金的生产效率和产品质量降低。

现有技术通常采用激光熔覆、喷涂、堆焊等技术对结晶器表面进行改性，激光熔覆、热喷涂、堆焊的方法会不可避免的带来由于高温引起的涂层材料及基体的物化性质恶化、材料氧化、材料的高热应力、基体膨胀变形等问题。冷喷涂技术虽然可以避免由于高温带来的上述问题，但其涂层与基体的结合强度不佳，尤其在冷热交替剧烈的非晶合金生产过程中，更要求涂层与结晶器本体具有良好的结合强度。所以，就目前非晶结晶器的使用环境而言，急需一种对结晶器铜辊表面修复的方法来避免上述问题。使修复后的结晶器表面具有良好的抗冷热疲劳性能、良好的导热性能、较好的机械强度以及较好的耐磨性和耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术存在的缺陷和不足，从而提供一种非晶、纳米晶结晶器铜辊表面修复方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种非晶、纳米晶结晶器铜辊表面修复方法。该方法包括以下步骤：

a、去除非晶、纳米晶结晶器铜辊表面氧化层和缺陷部位，并检测除后的结晶器的尺寸数据，以确定结晶器表面修复尺寸。

b、对步骤a去除氧化层和缺陷部位后的非晶、纳米晶结晶器铜辊表面进行镀前预处理。

c、对步骤b预处理后的的结晶器铜辊表面进行镀层。

d、待步骤c中的结晶器铜辊表面镀层厚度达到步骤a中修复尺寸时，结束电镀，对镀层进行热处理，并对结晶器铜辊表面进行机加工，以达到结晶器的尺寸参数，恢复结晶器的使用。

本发明就非晶、纳米晶结晶器的使用环境而言，采用电镀技术对结晶器铜辊表面进行修复，使非晶、纳米晶结晶器铜辊表面镀层厚度均匀致密、与基体具有良好的结合强度。通过本发明修复后的结晶器耐磨损性能和抗冷热疲劳性能较优异、可以满足非晶、纳米晶带材生产的需求、降低非晶、纳米晶带材的生产成本、提高生产效率和产品质量。

附图说明

图1是根据本发明实施例的结晶器铜辊表面修复的第一种方法流程图；

图2是根据本发明实施例的结晶器铜辊表面修复的第二种方法流程图；

图3是根据本发明实施例的结晶器铜辊表面修复的第三种方法流程图；

图4是电镀Ni-Co镀层后的结晶器铜辊制备的非晶带材的XRD谱图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1是根据本发明实施例的结晶器铜辊表面修复的方法流程图。

在步骤101中，对非晶、纳米晶结晶器表面进行机加工处理，如采用车削、喷砂拉毛或者修模中的一种方法，去除表面氧化层和缺陷部位，检测机加工处理后的结晶器尺寸数据，以确定结晶器的表面修复尺寸。

在步骤102中，对步骤101机加工处理后的非晶、纳米晶结晶器表面进行镀前预处理，按结晶器表面情况采用清洗、脱脂、酸浸蚀及活化处理中的一种或多种方式进行预处理。其中，清洗剂采用有机溶剂，包括汽油、甲基乙基酮、丙酮、苯、溶剂石脑油、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯乙烷中的一种。脱脂采用碱脱脂、电解脱脂、乳化剂脱脂和超声波脱脂中的一种。酸浸蚀采用化学浸蚀或电化学浸蚀，所采用的酸包括盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、醋酸和氢氟酸中的一种。