经涂覆的铸铁基材制造技术

本发明专利技术涉及经涂覆的铸铁基材，所述经涂覆的铸铁基材包括包含纳米石墨和为硅酸钠的粘结剂的涂层，其中按重量百分比计，所述铸铁基材具有包含2.0％至6.67％的C以及任选地包含以下元素中的一者或更多者的组成：Mn≤3重量％、Si≤5重量％、Mo≤2重量％、Cu≤2.5重量％、Ni≤2重量％、Cr≤3重量％、V≤0.5重量％、Zr≤0.3重量％、Bi≤0.01重量％、Mg≤0.1重量％、Ce≤0.04重量％，所述组成的剩余部分由铁和由加工产生的不可避免的杂质构成。本发明专利技术还涉及用于制造该经涂覆的铸铁基材的方法。明还涉及用于制造该经涂覆的铸铁基材的方法。明还涉及用于制造该经涂覆的铸铁基材的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经涂覆的铸铁基材
[0001]本专利技术涉及旨在用于保护用作钢带的热浸涂工艺中的部件的铸铁免受熔融金属腐蚀的涂层。本专利技术还涉及用于制造其经涂覆的铸铁的方法以及涉及依赖其经涂覆的铸铁的热浸涂的方法。
[0002]通常，在钢流程生产中，钢带涂覆有通过热浸涂(即热浸镀锌或热浸镀铝)沉积的金属涂层。该金属涂层包含通常尤其选自锌、铝、硅、镁
…
的元素。这些元素在钢带穿过的浴中熔融。这样做，一些金属装置或部件，例如嘴部、沉没辊、稳定辊、管道或泵送元件与熔融浴直接接触。
[0003]在这样的接触期间，在熔融金属与浸入的部件之间发生反应。特别地，Zn和/或Al与金属装置的铁形成金属间化合物，这导致浸入的部件的脆化。为了限制由熔融金属引起的这种腐蚀，待使用的与熔融金属接触的金属装置或部件可以由不锈钢制成。尽管耐熔融金属腐蚀性得到改善，但与熔融金属接触的不锈钢保持腐蚀，这导致变形、脆化和断裂。可以考虑具有较高耐腐蚀性的不锈钢，但其非常昂贵并且无论如何将会腐蚀。为此原因，与熔融金属直接接触的一些装置或部件仅用铸铁制成。由于铸铁快速腐蚀，因此必须经常检查和更换这些装置或部件。这些定期更换是以停线为代价来进行的，这严重地损害了经热浸涂覆的钢带的生产。
[0004]因此，本专利技术的目的是提供这样的铸铁基材，其针对熔融金属腐蚀受到良好的保护，使得检查和更换有限，并且使得进一步防止脆化、变形和断裂。此外，本专利技术的目的是提供用于在不更换热浸镀锌生产线和热浸镀铝生产线中的当前设备的情况下生产该铸铁基材的易于实施的方法。
[0005]为此目的，本专利技术的第一主题包括经涂覆的铸铁基材，所述经涂覆的铸铁基材包括包含纳米石墨和为硅酸钠的粘结剂的涂层，其中按重量百分比计，铸铁基材具有包含2.0％至6.67％的C以及任选地包含以下元素中的一者或更多者的组成：
[0006]Mn≤3重量％，
[0007]Si≤5重量％，
[0008]Mo≤2重量％，
[0009]Cu≤2.5重量％，
[0010]Ni≤2重量％，
[0011]Cr≤3重量％，
[0012]V≤0.5重量％，
[0013]Zr≤0.3重量％，
[0014]Bi≤0.01重量％，
[0015]Mg≤0.1重量％，
[0016]Ce≤0.04重量％，
[0017]所述组成的剩余部分由铁和由加工产生的不可避免的杂质构成。
[0018]根据本专利技术的经涂覆的铸铁基材还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：
[0019]‑
纳米石墨的横向尺寸为1μm至65μm，
[0020]‑
纳米石墨的宽度尺寸为2μm至15μm，
[0021]‑
纳米石墨的厚度为1nm至100nm，
[0022]‑
涂层中的纳米石墨的浓度为5重量％至70重量％，
[0023]‑
涂层中的硅酸钠的浓度为35重量％至75重量％，
[0024]‑
纳米石墨相对于粘结剂的重量比为0.05至0.9，
[0025]‑
涂层的厚度为10μm至250μm，
[0026]‑
涂层还包含粘土、二氧化硅、石英、高岭土、铝氧化物、镁氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钇氧化物、锌氧化物、钛酸铝、碳化物或其混合物。
[0027]本专利技术的第二主题包括用于制造经涂覆的铸铁基材的方法，所述方法包括以下顺序步骤：
[0028]A.提供铸铁基材，所述铸铁基材按重量百分比计包含2.0％至6.67％的C，组成的剩余部分由铁和由加工产生的不可避免的杂质构成，
[0029]B.在铸铁基材的至少一部分上沉积包含纳米石墨和为硅酸钠的粘结剂的水性混合物以形成涂层，
[0030]C.任选地，将步骤B)中获得的涂层干燥。
[0031]根据本专利技术的用于制造经涂覆的铸铁基材的方法还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：
[0032]‑
在步骤B)中，涂层的沉积通过旋涂、喷涂、浸涂或刷涂来进行，
[0033]‑
在步骤B)中，水性混合物包含40g/L至110g/L的纳米石墨和40g/L至80g/L的粘结剂，
[0034]‑
在步骤C)中，当施加干燥时，干燥在50℃至150℃的温度下进行，
[0035]‑
在步骤C)中，当施加干燥时，干燥进行5分钟至60分钟。
[0036]本专利技术的第三主题包括对钢带进行热浸涂的方法，所述方法包括使钢带移动通过熔融金属浴的步骤，所述熔融金属浴包括至少部分地浸入所述浴中的设备构件，其中设备构件的至少一部分由根据本专利技术的经涂覆的铸铁基材制成。
[0037]本专利技术的第四主题包括热浸涂设施，所述热浸涂设施包括熔融金属浴，所述熔融金属浴包括至少部分地浸入所述浴中的设备构件，其中设备构件的至少一部分由根据本专利技术的经涂覆的铸铁基材制成。
[0038]热浸涂设施的设备构件任选地选自嘴部、溢流管、沉没辊、稳定辊、辊支撑臂、辊法兰、管道和泵送元件。
[0039]为了说明本专利技术，将特别参照图1描述非限制性实例的多个实施方案和试验，图1示出了根据本专利技术的纳米石墨的通常形状。
[0040]本专利技术的其他特征和优点将由本专利技术的以下详细描述而变得显而易见。
[0041]定义了以下术语：
[0042]‑
纳米石墨是指由石墨烯纳米片制成的碳基纳米材料，即具有如图1所示的薄片形状的几个石墨烯片的堆叠体。在该图中，横向尺寸意指纳米片通过X轴的最大长度，厚度意指纳米片通过Z轴的高度。纳米片的宽度通过Y轴示出。
[0043]优选地，纳米石墨的横向尺寸为1μm至65μm，有利地为2μm至15μm，并且更优选地为
2μm至10μm。
[0044]优选地，纳米石墨的宽度尺寸为2μm至15μm。
[0045]有利地，纳米石墨的厚度为1nm至100nm，更优选为1nm至50nm，甚至更优选为1nm至10nm。
[0046]石墨纳米片是纳米石墨的同义词。
[0047]‑
基材是指提供在其上沉积某物的表面的材料。该材料在尺寸、大小和形状方面没有限制。其尤其可以呈带、片、构件、部件、元件、装置、设备
…
的形式。其可以是平坦的或通过任何方法成形。
[0048]‑“
经涂覆的”意指基材至少局部地覆盖有涂层。覆盖可以例如限于基材的待浸入熔融金属浴中的区域。“经涂覆的”包含性地包括“直接在其上”(其间未设置有中间材料、元件或空间)和“间接在其上”(其间设置有中间材料、元件或空间)。例如，对基材进行涂覆可以包括将涂层直接施加在基材上而其间不具有中间材料/元件，以及将涂层间接施加在基材上而其间具有一种或更多种中间材料/元件。
[0049]‑
热浸涂方法在涂层为基于锌的时是指热浸镀锌方法，以及在涂层为基于铝的时是指热浸镀铝方法。
[0050]不希望受任何理论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种经涂覆的铸铁基材，包括包含纳米石墨和为硅酸钠的粘结剂的涂层，其中按重量百分比计，所述铸铁基材具有包含2.0％至6.67％的C以及任选地包含以下元素中的一者或更多者的组成：Mn≤3重量％，Si≤5重量％，Mo≤2重量％，Cu≤2.5重量％，Ni≤2重量％，Cr≤3重量％，V≤0.5重量％，Zr≤0.3重量％，Bi≤0.01重量％，Mg≤0.1重量％，Ce≤0.04重量％，所述组成的剩余部分由铁和由加工产生的不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述纳米石墨的横向尺寸为1μm至65μm。3.根据权利要求1或2中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述纳米石墨的宽度尺寸为2μm至15μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述纳米石墨的厚度为1nm至100nm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述涂层中的纳米石墨的浓度为5重量％至70重量％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述涂层中的硅酸钠的浓度为35重量％至75重量％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的经涂覆的铸铁，其中纳米石墨相对于所述粘结剂的重量比为0.05至0.9。8.根据权利要求1至7中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述涂层的厚度为10μm至250μm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的经涂覆的铸铁基材，其中所述涂层还包含粘土、二氧化硅、石英、高岭土、铝氧化物、镁氧化物、硅氧化物、钛氧化物、钇氧化物、锌氧化物、钛酸铝、碳化物或其混合物。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂，
申请(专利权)人：韦尔迪西奥解决方案AIE公司，
类型：发明
国别省市：