[发明专利]结晶器铜板表面耐腐蚀Cr3C2-NiCr-铝硅复合硅氧烷复合涂层的制备方法

说明书

本发明公开一种结晶器铜板表面耐腐蚀Cr₃C₂‑NiCr‑铝硅复合硅氧烷复合涂层的制备方法，属于金属表面工程技术领域。本发明复合涂层包括热喷涂Cr₃C₂‑NiCr层和铝硅复合硅氧烷涂层；其制备方法包括采用超音速火焰喷涂和浸渍提拉法方法在结晶器铜板表面依次合成数百微米的Cr₃C₂‑NiCr涂层和数十微米的铝硅复合硅氧烷涂层。本发明制备的复合涂层具备致密度高，耐腐蚀性能好，可有效作为结晶器铜板表面的防护涂层，能够显著提高了结晶器铜板的使用寿命。

技术领域：

本发明属于金属表面工程技术领域，具体涉及一种结晶器铜板表面耐腐蚀Cr₃C₂-NiCr-铝硅复合硅氧烷复合涂层的制备方法，主要应用于结晶器铜板的抗腐蚀保护。

背景技术：

作为连铸机的核心部件—结晶器，其作用在于将从钢包中注入的钢液进行快速冷却形成坯壳并在引锭杆的作用下拉出形成铸坯。某种程度上来说，水平连铸铸坯的质量和连铸效率直接取决于结晶器铜板的表面质量。结晶器长期处于高温、高压条件下，工况极其恶劣，因此结晶器很容易失效。由于结晶器铜板性能的稳定性对钢坯质量的可靠性、连铸机的使用寿命以及其自身的精确性有着直接并且重大的影响。因此，随着连铸连轧技术的高速发展对结晶器铜板的性能，如强度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性提出了更高的要求

连铸技术的高速发展意味着对结晶器的性能和稳定性要求越来越高，因此为保证铸坯的质量稳定性，降低生产成本和延长结晶器的使用寿命，工作人员和学者针对于结晶器铜板的表面强化技术进行了大量的研究。一般来说，结晶器铜板表面强化技术包括：电镀、化学热处理、激光熔覆、热喷涂等。利用表面强化技术在结晶器铜板表面进行处理后，结晶器铜板的表面质量和综合性能能够明显地提升，能够满足现连铸机高拉速的要求，有效的降低了结晶器的更换周期、明显提高了铸坯的质量。综上所述，表面强化技术是结晶器铜板表面质量和性能改善的一种重要技术，目前应用最广泛的是电镀和超音速火焰喷。但电镀存在废液排放环保问题，而超音速火焰喷涂存在孔隙率高、耐腐蚀性能差等缺点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结晶器铜板表面耐腐蚀Cr₃C₂-NiCr-铝硅复合硅氧烷复合涂层的制备方法，主要用于结晶器铜板表面防腐蚀保护，提高结晶器铜板的使用寿命。

本发明所提供的一种结晶器铜板表面耐腐蚀Cr₃C₂-NiCr-铝硅复合硅氧烷复合涂层的制备方法，该制备方法具体步骤如下：

(1)首先用超音速火焰喷涂(HVOF或者HVAF)方法在所述结晶器铜板表面进行喷涂制备Cr₃C₂-NiCr涂层，喷涂材料为Cr₃C₂-NiCr基掺杂WC或Ni粉末，使用氧气作为助燃剂，煤油作为燃料，氮气作为送粉载气。

(2)将Al、Si复合溶胶和硅氧烷按照比例混合搅拌4～6h得到铝硅复合硅氧烷，用浸渍提拉法法将所述铝硅复合硅氧烷均匀涂覆于步骤(1)制得的所述Cr₃C₂-NiCr涂层表面，在室温下静置陈化4～6h小时，然后在60℃温度下保温0.5小时，并在180℃温度下保温0.5小时进行固化处理，最后制得所述结晶器铜板表面耐腐蚀Cr₃C₂-NiCr-铝硅复合硅氧烷复合涂层。