[发明专利]一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，包括锌锅箱（5）、保温箱（6）和控制机构（7），其特征在于，所述锌锅箱（5）的底部嵌入保温箱（6）内；其中：

所述锌锅箱（5）的内壁上通过轴承固定有倒品字形排列的驱动辊（51）、模拟沉没辊（52）和张紧辊（53），模拟沉没辊（52）居下设置，部分模拟沉没辊（52）沉没在锌锅箱（5）内的锌液（55）内；驱动辊（51）、模拟沉没辊（52）和张紧辊（53）的外壁缠绕有带钢（54）；所述带钢（54）厚度1~1.5mm；

所述保温箱（6）内置加热器（61），加热器（61）正对锌锅箱（5）的底部；

所述控制机构（7）包括电动机（71）和传动带（72），所述电动机（71）通过传动带（72）和驱动辊（51）传动式连接；

所述带钢（54）呈封闭的环形带，材质为热轧板材；锌液（55）温度在450~480℃之间；电动机（71）为变频电机；带钢（54）转动速度为45~180m/min；

所述模拟沉没辊（52）喷涂多元合金涂层，所述多元合金涂层由内向外依次为沉没辊基层、过渡层和工作层，所述过渡层为NiCrAlY喷涂层；所述工作层为NiCr-Cr₃C₂复合涂层

所述NiCrAlY喷涂层厚度为50～100μm，Cr含量为10~30%，Al含量为0~7%；Y含量为1~3%；所述NiCr-Cr₃C₂复合涂层厚度为200～500μm，Cr₃C₂含量为70~80%，NiCr为20~30%。

2.根据权利要求1所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述锌锅箱（5）的内壁上还固定有刮锌板（56），刮锌板（56）的边缘贴近带钢（54）板面；所述加热器（61）通过接地端子（63）外接保温箱（6）箱壁。

3.根据权利要求2所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述刮锌板（56）有两个，在带钢（54）的正反两面均设置，并设置在靠近张紧辊（53）的底侧面。

4.根据权利要求2所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述锌锅箱（5）内的锌液（55）液面以下还设置有温控器（57）；所述控制机构（7）还包括控制器（73），温控器（57）和加热器（61）均外接控制器（73）。

5.根据权利要求1至4任一所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述模拟沉没辊（52）辊面切割沟槽，沟槽与辊面拐弯处为R2mm圆弧过渡。

6.根据权利要求5所述的沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置，其特征在于：所述合金涂层中Cr₃C₂的粉基为纳米粉，所述Cr₃C₂纳米粉的制备方法为：

步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体置于蒸馏水或去离子水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入模具中压制成型呈前驱体；重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比为1：（0.17~0.21）；蒸馏水或去离子水用量为：粉体总重的55%～60%；

步骤二：急冻：将前驱体快速转入急冻空间中进行急冻；温度为-100~-140℃，时间为30~150min；

步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干；冻干工艺曲线为：

A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30～40分钟，抽真空至60Pa以内；

B、中期：板温降温至80～85℃/min，保持50～60分钟，真空控制在100Pa以内；

C、后期，板温降温至50～65℃/min，保持80～200分钟，真空控制在80Pa以内；

步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，升温900~1200℃进行碳化还原反应制得纳米Cr₃C₂粉。

7.一种权利要求2至6任一所述沉没辊耐高温锌液腐蚀磨损的试验装置的试验方法，其特征在于，步骤为：

（1）将带钢（54）环绕在模拟沉没辊（52）、张紧辊（53）和驱动辊（51）上，带钢（54）搭头焊接牢固，打磨平整；

（2）加热锌液（55）温度至450~480℃之间，由温控器（57）控制温度；

（3）启动电动机（71）运行带钢（54）工作，通过加减配重砝码数量调整张紧辊（53）；

（4）每隔一小时使用测温仪检测锌液（55）温度，确保锌液（55）温度在设定值；

（5）每隔一小时检查张紧辊（53），调整配重砝码；

（6）每隔一小时检查刮锌板（56）磨损情况，实时更换刮锌板（56）；

（7）每隔一小时检查带钢（54）情况，实时更换带钢（54）。