[发明专利]耐高温抗积瘤复合梯度涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温抗积瘤复合梯度涂层及其制备方法，本涂层包括MCrAlYTaRe打底层，MCrAlY、硼化物陶瓷、氧化物陶瓷的金属陶瓷工作层，MCrAlY、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷的金属陶瓷面层。本方法对高温炉辊辊面基体表面预处理；采用超音速火焰喷涂设备按不同的工艺参数分别制备打底层、工作层和面层，最后采用封闭液处理涂层，进行低温热处理，达到工艺表面粗糙度要求。本方法制得的涂层显微组织致密，孔隙率低，涂层与辊面基体的结合强度高，具有良好的耐高温性、耐磨性、抗热震性、抗积瘤性等综合性能，满足冷轧连退产线更高退火温度、更高锰含量和更高强度的多品种钢板生产需求，提高高温炉辊使用寿命，减少停炉概率，降低高温炉辊更换及维护的成本。

技术领域

本发明涉及设备检修技术领域，尤其涉及一种耐高温抗积瘤复合梯度涂层及其制备方法。

背景技术

在钢铁行业的冷轧连退机组中，连续加热炉是成品钢材热处理的重要设备，其中，退火炉炉辊是连续加热炉的重要组成部分，它的表面状况直接影响到冷轧连退机组的正常运行，其表面质量好坏决定带钢成品质量的优劣。炉底辊是辊底式连续炉的关键部件，尤其是高温炉辊，长期承受高温氧化、燃气及各种介质的侵蚀、钢材重载、撞击及摩擦等，环境十分恶劣，炉辊寿命低，每年用于炉辊更换和维护的费用巨大。为了提高连续退火生产线生产率和适应多品种钢板的生产，炉辊表面热喷涂涂层必须能够承受更高的退火温度、更高锰含量和更高强度的钢板，以满足现代高品质、高效生产的要求。

专利文献JP2270955A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系为5-20%的Cr₂O₃和Al₂O₃陶瓷以及95-80%CoNiCrAlY合金；专利文献JP63199857A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含51-95%的Al₂O₃陶瓷与MCrAlY合金；专利文献JP6347379A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含30-80%的ZrSiO₄陶瓷与MCrAlY合金作为中间过渡层，表面使用Cr₂O₃陶瓷作为工作面层，以上专利文献的涂层均含有Cr₂O₃或Al₂O₃陶瓷，加入本身具有高熔点的Cr₂O₃或Al₂O₃陶瓷硬质相可以提高涂层的耐高温性、耐磨性，但抗锰积瘤性稍差，长期使用会产生MnAl₂O₄或Mn_1.5Cr_1.5O₃积瘤。专利文献JP3226552A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含5-50%的硼化物陶瓷与MCrAlY合金；专利文献JP711420A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含1-60%的硼化物陶瓷、5-50%的碳化物陶瓷与MCrAlY合金；专利文献US6572518A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含1-5%的硼化物陶瓷、5-10%的碳化物陶瓷、多余10%的稀土氧化物与MCrAlY合金；专利文献CN101185969A公开了一种炉辊涂层，该涂层粉末组分体系含10-20%的ZrB₂陶瓷、1-5%的Cr₃C₂陶瓷与MCrAlY合金,以上专利文献的涂层均含有一定量的硼化物，硼化物陶瓷本身熔点高，耐高温性好，但耐氧化性不佳，对炉内气氛要求苛刻，微氧气氛即被氧化露点而失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温抗积瘤复合梯度涂层及其制备方法，本方法制得的涂层显微组织致密，孔隙率低，涂层与辊面基体的结合强度高，具有良好的耐高温性、耐磨性、抗热震性、抗积瘤性等综合性能，满足冷轧连退产线更高退火温度、更高锰含量和更高强度的多品种钢板生产需求，提高高温炉辊使用寿命，减少停炉概率，降低高温炉辊更换及维护的成本。