一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层制造技术

本发明专利技术提供了一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，其为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米金属层、纳米金属-陶瓷层和纳米陶瓷层。本发明专利技术还提供了上述所述纳米涂层的制备方法，包括：采用等离子、超音速、热喷涂技术的设备，并对喷涂工艺条件加以控制。本发明专利技术进一步提供了一种上述所述纳米涂层的应用及一种包含上述所述纳米涂层的冷轧硅钢炉辊。所述纳米涂层，不仅具有抗高温、耐磨损、耐湿气的优势，而且其可与基材紧密结合，具有高结合力和高密度，更重要是其高度的抗结瘤性，用于冷轧硅钢炉辊，可保证炉辊长时间的持续工作，提高硅钢的产品质量，为企业降低生产成本提供可靠的保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米涂层，尤其涉及一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层。
技术介绍
冷轧硅钢是指硅含量在0.5%至4.5%的极低碳硅铁合金，因其结构和用途不同可分为取向硅钢和无取向硅钢。硅钢应用广泛，可主要用作各种电机、发电机、压缩机、马达和变压器的铁心，是电力、家电等行业不可或缺的重要软磁合金原材料。因制造技术比普钢产品严格，生产工艺复杂且含量较高，硅钢一度被称为“钢铁产品中的工艺品”，是一个国家钢铁产业发展水平的标志。脱碳退火是冷轧硅钢重要的生产步骤之一，而炉辊是脱碳退火的关键部件，主要起着支承带钢运行的作用，其表面状态直接影响钢板的表面质量。现有硅钢生产线使用的炉辊，由于炉温在800-1050°C以上，在高温环境下炉辊基体的金属相发生变化或环境气氛下氧化，导致炉辊基体结瘤，或生成新的金属合金，从而直接影响硅钢表面的产品质量。目前，冷轧硅钢炉辊的辊件使用寿命仅为50天左右，而最好的硅钢生产线也需要每三个月停机修复一次，对结瘤辊面进行修磨，而结瘤严重的则需要报废更换，需要耗费较长的时间和较多的人力物力，且无法从根本上解决辊面结瘤问题，同时，机组频繁的停机检修也严重制约着生产效率，给钢厂造成较大的经济损失。因此，如何保证炉棍表面质量，延长炉棍的寿命，减少检修时间，对冷乳娃钢生产的正常运行和产品质量稳定是至关重要的。
技术实现思路
为了解决上述问题，克服现有技术中冷轧硅钢炉辊在实际使用过程中存在的缺陷，本专利技术提供了一种用于冷轧硅钢炉辊的纳米涂层，不仅具有抗高温、耐磨损、耐湿气的优势，而且其可与基材紧密结合，具有高结合力和高密度，更重要是其高度的抗结瘤性，是一种高性能的纳米涂层。其用于冷轧硅钢炉辊，可保证炉辊长时间的持续工作，提高硅钢的产品质量，为企业降低生产成本提供可靠的保障。本专利技术的第一方面的主题是一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，其特征在于，其为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米金属层、纳米金属-陶瓷层和纳米陶瓷层。在本专利技术的一个实施例中，所述纳米涂层还可以包含本领域的常用各种添加剂，优选地，所述纳米涂层仅包含所述复合材料层。在本专利技术的另外一个实施例中，所述纳米金属层含有纳米金属颗粒；所述纳米金属-陶瓷层含有纳米金属颗粒和纳米陶瓷颗粒；所述纳米陶瓷层含有纳米陶瓷颗粒。本专利技术的第二方面的主题是一种上述所述纳米涂层的制备方法，包括:采用等离子、超音速、热喷涂技术的设备，通过对喷涂工艺条件的控制得到所述纳米涂层。所述喷涂工艺条件包括氢气和氩气流量、氧气和氮气流量、煤油燃料的流量、喷涂距离、喷涂角度、供粉率及载气的流量、电弧的功率、电流电压的调节控制、等离子水的流量及基体温度的控制。所述超音速的速度为500-1000米/秒，优选为，800-950米/秒，由此可以凭借纳米颗粒的动能产生高密度和高结合力的纳米涂层。本专利技术的第三方面的主题是一种上述所述纳米涂层的应用，包括代替碳套直接在辊面上施加所述纳米涂层，或在光辊上施加纳米涂层。本专利技术的第四方面的主题一种包含上述所述纳米涂层的冷轧硅钢炉辊。与现有技术相比，本专利技术所述用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，具有以下优点和有益效果:1、本专利技术所采用的等离子热喷涂，具有极高的火焰温度，可以熔化从金属到陶瓷的任何材料，而采用超音速(HVOF)技术，可以凭借颗粒的动能产生高密度和结合力的涂层，本专利技术采用等离子和超音速(HVOF)热喷涂技术，可将连续地沉积从金属层，金属-陶瓷层到陶瓷层的梯度性涂层的制备，以满足炉辊综合性能的要求；2、在炉辊工作面设置所述纳米结构的保护层，并结合Knowhow的设计理念，得到一种具有抗高温、抗结瘤、耐磨损、耐湿气的涂层材料，同时，该种材料兼具好的物理性能和化学性能，可提高涂层与基材的结合能力，同时提供表面抗结瘤和磨损的能力，兼具机械载荷及耐高温性能，施加保护层后可以使炉辊抗结瘤周期提高至15个月以上。【附图说明】图1为本专利技术所述纳米涂层用于冷轧硅钢炉辊的实施例。【具体实施方式】参照图1，为本专利技术所述纳米涂层用于冷轧硅钢炉辊的实施例，其中，炉辊本体100，包括炉辊工作面110和炉辊轴部120 ;在炉辊工作面110上设置所述纳米涂层作为纳米结构保护层。所述纳米涂层可代替碳套直接在辊面上施加纳米涂层，另一种是在光辊上施加纳米涂层。由此设置涂层后，可以提高炉辊本体100的抗结瘤使用周期，提高工作效率，降低生产成本。实施例中的所述纳米涂层为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米金属层、纳米金属-陶瓷层和纳米陶瓷层。所述纳米金属层含有纳米金属颗粒；所述纳米金属-陶瓷层含有纳米金属颗粒和纳米陶瓷颗粒；所述纳米陶瓷层含有纳米陶瓷颗粒。所述纳米涂层采用等离子、超音速、热喷涂技术的设备，通过对喷涂工艺条件的控制得到所述纳米涂层。其中，所述喷涂工艺条件包括氢气和氩气流量、氧气和氮气流量、煤油燃料的流量、喷涂距离、喷涂角度、供粉率及载气的流量、电弧的功率、电流电压的调节控制、等离子水的流量及基体温度的控制等。所述超音速的速度为800-950米/秒，由此可以凭借纳米颗粒的动能产生高密度和高结合力的纳米涂层。通过对上述技术方案得到的冷轧硅钢炉辊及其涂层进行测试，发现明显优于先前方法得到的炉辊，更加明显优于现有技术，不仅具有抗高温、抗结瘤、耐磨损、耐湿气，而且发现涂层与基材紧密地结合，更重要的是炉辊的抗结瘤周期提高至15个月以上。以上对本专利技术的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本专利技术并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本专利技术进行的等同修改和替代也都在本专利技术的范畴之中。因此，在不脱离本专利技术的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本专利技术的范围内。【主权项】1.一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，其特征在于，其为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米金属层、纳米金属-陶瓷层和纳米陶瓷层O2.根据权利要求1所述纳米涂层，其特征在于，所述纳米涂层仅包含所述复合材料层。3.根据权利要求1所述纳米涂层，其特征在于，所述纳米金属层含有纳米金属颗粒；所述纳米金属-陶瓷层含有纳米金属颗粒和纳米陶瓷颗粒；所述纳米陶瓷层含有纳米陶瓷颗粒。4.一种权利要求1所述纳米涂层的制备方法，包括:采用等离子、超音速、热喷涂技术的设备，通过对喷涂工艺条件的控制得到所述纳米涂层。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述喷涂工艺条件包括氢气和氩气流量、氧气和氮气流量、煤油燃料的流量、喷涂距离、喷涂角度、供粉率及载气的流量、电弧的功率、电流电压的调节控制、等离子水的流量及基体温度的控制。6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述超音速的速度为500-1000米/秒。7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述超音速的速度为800-950米/秒。8.—种权利要求1-7任意一项所述纳米涂层的应用，包括代替碳套直接在辊面上施加所述纳米涂层，或在光辊上施加纳米涂层。9.一种包含权利要求1-7任意一项所述纳米涂层的冷轧硅钢炉辊。【专利摘要】本专利技术提供了一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，其为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷轧硅钢炉辊的抗结瘤耐磨损耐湿气的纳米涂层，其特征在于，其为纳米结构，包含复合材料层，所述复合材料层包括纳米金属层、纳米金属‑陶瓷层和纳米陶瓷层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆芬，李刚，
申请(专利权)人：上海英佛曼纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31