[发明专利]一种工件耐磨涂层及其喷涂方法

说明书

本发明涉及一种工件耐磨涂层及其喷涂方法，属于表面技术领域，解决了现有技术中一方面单层结构的耐磨涂层耐磨性差，使用寿命短，停机更换时间长，板坯产量和生产效率低；另一方面现有工艺无法对下线结晶器进行局部修复，磨损后的结晶器窄边铜板只能另做他用，造成生产材料浪费的问题。本发明的工件耐磨涂层包括底层和面层，底层作为过渡层且仅覆盖镀层局部磨损破坏的部分，面层覆盖工件全部涂层。本发明的喷涂方法包括：对待喷涂以外的区域进行保护，完成底层喷涂，之后撤去保护，喷涂面层。本发明能够改善面层和铜基体之间的结合强度，提高涂层的抗热震性能，延长结晶器铜板表面涂层的使用寿命。

技术领域

本发明涉及表面技术领域，尤其涉及一种工件耐磨涂层及其喷涂方法。

背景技术

在连铸生产中，结晶器是连铸机的核心部件。实际生产中，结晶器窄边铜板的磨损程度远远大于宽边铜板。

提高窄边铜板表面耐磨性常用的方法为电镀和热喷涂。电镀层在很大程度上提高了铜板的耐磨性，延长了结晶器使用寿命，但是镀层的使用寿命较低，过钢量仅5-6万t就必须下线维护，不能满足高效连铸发展的需要；而且电镀行业污染严重，不符合当前绿色、高效、节能、环保的理念。

现有工艺只能对窄边铜板表面进行全部电镀，无法对磨损严重的下口漏铜区域进行局部修复。并且现有的耐磨涂层通常为单层结构，导致现有结晶器窄边铜板表面涂层的耐磨性差，使用寿命短，停机更换时间长，板坯产量和生产效率低。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种工件耐磨涂层及其喷涂方法至少能够解决以下技术问题之一：(1)单层结构的耐磨涂层耐磨性差，使用寿命短，停机更换时间长，板坯产量和生产效率低；(2)现有工艺无法对下线结晶器进行局部修复，磨损后的结晶器窄边铜板只能另做他用，造成生产材料的浪费。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种工件耐磨涂层，所述工件表面具有单层镀层且镀层局部磨损破坏，所述耐磨涂层包括底层和面层，所述底层作为过渡层且仅覆盖镀层局部磨损破坏的部分，所述底层用于改善工件基体和面层之间的结合强度，所述面层覆盖工件全部涂层。

在上述方案的基础上，本发明还作了如下改进：

进一步，所述底层的复合粉末为NiCr，所述面层的复合粉末为NiCr-Cr₃C₂。

进一步，NiCr粉末成分及质量百分含量为80％Ni-20％Cr，NiCr-Cr₃C₂粉末成分及质量百分含量为25％NiCr-75％Cr₃C₂。

本发明底层的复合粉末为NiCr，原因在于：NiCr合金粉末常用作耐热、抗氧化和气体腐蚀涂层，也用作粘结底层或过渡层，可用于980℃以下的工况环境中。其它常用打底层材料(镍包铝或铝包镍)在喷涂过程中产生放热反应，易导致铜基体的氧化；而MCrAlY系列的结合底层则常用于航空发动机热障涂层的结合底层，主要作用是抗高温氧化，从经济性和实用性方面考虑不适合作为本发明的涂层材料。

本发明面层的复合粉末为NiCr-Cr₃C₂，原因在于：常用的耐磨涂层材料包括WC-Co、NiCr-Cr₃C₂、Al₂O₃-TiO₂和Cr₂O₃。WC-Co用于温度不超过540℃的非腐蚀环境中；Al₂O₃-TiO₂和Cr₂O₃等陶瓷涂层用于温度不超过550℃的酸、碱环境中，而NiCr-Cr₃C₂涂层则可用于不超过950℃的腐蚀磨损环境中。