热喷涂件以及热喷涂件的热喷涂方法技术

本发明专利技术目的是延长热喷涂在耐熔融金属件上的热喷涂涂层的使用寿命并防止熔融金属粘附。在耐熔融金属件中，与包括Zn和/或Al的熔融金属接触的接触部覆盖有热喷涂涂层。热喷涂涂层通过使用平均粒径为粒径中值在10μm以下的粒径的热喷涂氧化物类陶瓷颗粒形成。该热喷涂颗粒以1000m/sec以上的高颗粒飞行速度进行热喷涂，同时该飞行热喷涂颗粒仅表面处于半融化状态，而该颗粒的内部处于固态。因此提高了耐熔融金属腐蚀性、绝缘性能、耐酸清洗以及防止熔融金属粘附的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过热喷涂颗粒而形成的热喷涂件以及一种所述热喷涂件的制造方法。
技术介绍
作为在钢板表面形成涂层的方法，将钢板浸入包含锌、铝或锌铝合金等的熔融金属的熔池中的方法已众所周知。在该熔池中设置有用于输送钢板的输送辊，而该输送辊有可能被熔融金属渗入和腐浸蚀。一种公知的防止渗透和腐浸蚀的措施是在该输送辊表面涂覆保护涂层。 高速气体喷涂方法是一种已知的用于形成这种保护涂层的方法。专利文献I和2公开的方法中使用高速气体喷涂方法热喷涂WC-Co类或WC-B-Co类金属陶瓷材料。专利文献3公开的方法中对通过在涂层上等离子喷涂氧化铬等的陶瓷形成的热喷涂层进行封孔。专利文献4公开的方法中，在热喷涂层的表面和其中的气孔内生成碳化铬以密封气孔。专利文献5公开的方法中使用等离子枪或气体喷涂枪在基体表面热喷涂由SiO2-Cr2O3-Al2O3组成的复合陶瓷以用铬氧化物封孔。专利文献6公开的方法中，为了防止熔融锌内由局部电池引起的腐蚀，该局部电池由陶瓷热喷涂涂层中的碳化钨和其内作为结合剂的Co组成，控制粘合剂的成分使得腐蚀电位(immersion potential)差在80mv以下。引用列表专利文献专利文献I :日本专利昭48-11237号公报专利文献2 :日本专利第2553937号说明书专利文献3 日本专利平05-209259号公报专利文献4 日本专利平08-109458号公报专利文献5 :日本专利2002-4016号公报专利文献6 :日本专利2009-19271号公报
技术实现思路
但是，专利文献3至5中描述的热喷涂方法和封孔处理中，陶瓷颗粒之间的结合强度弱，并且热喷涂陶瓷层的孔隙率高，这使得它们的结构脆弱。另外，由于孔隙率高，热喷涂陶瓷层的绝缘性能弱，因此不能防止腐蚀电位。专利文献6中所描述的方法也不能将腐蚀电位降低至零，所以不能防止溶解损耗。因此本专利技术的目的是提供一种具有氧化物类陶瓷热喷涂涂层的热喷涂部件，该氧化物类陶瓷的热喷涂涂层，喷涂颗粒结合力高，致密，抗变质并具有高绝缘性能。为实现上述目的，根据本专利技术的耐热冲击性能高的热喷涂件，具有通过热喷涂平均粒径为粒径中值在10 μ m以下的氧化物类陶瓷热喷涂颗粒而形成的热喷涂涂层，粒径其中所述热喷涂涂层的所述热喷涂颗粒包括热融化后固化的表层部，和在热喷涂时没有热融化的内层部。根据本专利技术的具有氧化物类陶瓷热喷涂涂层的热喷涂件，该氧化物类陶瓷热喷涂涂层喷涂颗粒结合力高，致密，抗变质并具有高绝缘性。附图说明图I为现有的WC-B-Co类金属陶瓷高速气体喷涂涂层剖面的光学显微镜照片，该WC-B-Co类金属陶瓷涂层在873K下在含55重量％的铝和45重量％的锌的熔融金属中浸溃16天；图2为专利文献3中涂层的光学显微镜照片，该涂层通过在高速气体喷涂的WC-B-Co类金属陶瓷涂层上热喷涂氧化物类陶瓷(氧化铬)并随后对所得涂层进行封孔形成； 图3为在873K下在含55重量％的铝和45重量％的锌的熔融金属中浸溃16天的试件涂层的剖面的光学显微镜照片，该试件涂层是，在使用高速气体喷涂设备热喷涂的金属陶瓷涂层上，根据本专利技术，用高速气体热喷涂机使用6μπι的微粉灰刚玉热喷涂颗粒喷涂50 μ m涂层而形成的无封孔涂层。图4为高速气体喷涂设备的剖视图；图5为日本专利公开第2009-179846号公报中的高速气体喷涂设备的剖视图；图6为冲击磨耗试验机的原理图。具体实施例方式本专利技术的热喷涂件包括需要氧化物类陶瓷热喷涂涂层件的各种部件，该氧化物类陶瓷热喷涂涂层，热喷涂颗粒间的结合强度高、致密且抗变质，并具有高绝缘性能。上述部件包括与熔融金属接触的部件，输送温度在473K以上的高温玻璃的输送辊，以及配置在钢板热处理炉中的炉底辊。与熔融金属接触的部件包括配置在贮存用于钢板镀层加工用的熔融金属的贮存箱内，用于输送钢板的输送辊，配置在该贮存箱外用于输送其上附着有熔融金属的钢板的输送辊，熔融金属灌注其内的铸模，在铸模中使用的长柄勺，以及用于供给熔融金属的给料栗。以下，以与熔融金属接触的部件作为例子，对实施方式进行详细说明。如专利文献4和6所述，对于熔融镀锌中所使用的输送辊等，热喷涂在耐熔融金属部件上的热喷涂涂层，要求具有如下性质(I)难以被熔融锌浸蚀；(2)与带钢(钢板)接触不易磨耗；(3)易与附着的熔融锌易剥离，易于日常维护；(4)作为镀层用部件其寿命长、成本低；(5)可承受浸溃于高温熔融锌时的热冲击；(6)在熔融锌中金属陶瓷热喷涂涂层的成分内腐蚀电位低。然而，专利文献I和2中利用高速气体喷涂方法热喷涂WC-Co类或WC-B-Co类金属陶瓷材料制备的热喷涂涂层，Co结合剂被熔融锌或铝浸蚀，并且熔融金属通过贯穿孔和气孔渗透并腐蚀热喷涂涂层，并产生腐蚀电位，热喷涂涂层因此剥落、损耗。渗入热喷涂涂层的熔融金属嵌入热喷涂涂层内，不容易剥离，导致钢板镀层加工质量降低。专利文献3 5中所描述的，通过对金属陶瓷热喷涂涂层热喷涂氧化物类陶瓷而制造的涂层，容易因热冲击产生龟裂并剥落，且涂布强度低、耐磨耗性差，通过封孔处理法使热喷涂陶瓷颗粒彼此结合。然而，由于这种结合结构脆弱，在作用了外部机械力或热应力时容易产生龟裂并剥落，并且其绝缘性差。陶瓷热喷涂涂层是具有总量为大约15%至25%的气孔、贯穿气孔的浮石状组织，因此，熔融金属容易渗透到喷涂的陶瓷涂层的气孔、贯穿气孔中，熔融金属及其氧化物(浮渣)嵌入热喷涂涂层内，并且不易剥离，使钢板镀层质量下降。近年来，在降低成本、提高生产效率等的背景下，需要进一步提高输送辊的使用寿命。另外，因为镀层钢板质量要求变得更严格，为了对由熔融金属及其氧化物引起的镀层质量缺陷采取措施，需要使附着在该输送辊上的熔融金属及其氧化物(浮渣)易于剥离。 由于在通过硫酸、盐酸等酸洗使附着于其上的锌、铝溶解后，输送辊可再次使用，因此该输送辊需要在酸腐蚀下有长使用寿命。本专利技术人分析了现有的热喷涂涂层，并分析该热喷涂涂层剥落和磨耗的原因。图I为现有高速气体喷涂的WC-B-Co类金属陶瓷涂层的剖面在光学显微镜下的照片，该WC-B-Co类金属陶瓷涂层在873K的含55重量％的铝和45重量％的锌的熔融金属中浸溃16天。锌和铝熔融金属成分渗透热喷涂涂层，热喷涂涂层产生龟裂并接近剥落。用作热喷涂涂层结合剂的Co被熔融金属腐蚀渗透，并且熔融金属通过贯穿气孔、气孔渗透腐蚀。图2为专利文献3中的涂层剖面的光学显微镜照片，该涂层通过在WC-B-Co类金属陶瓷高速气体喷涂涂层上热喷涂氧化物类陶瓷(氧化铬)形成。通常，陶瓷熔点高，因此使用等离子枪热进行热喷涂。由于等离子枪的等离子的温度大约为30000K，因此热喷涂颗粒完全融化成为熔滴并冲击基体。然而，由于热喷涂颗粒的速度为大约250m/sec的低速，因此热喷涂涂层存在15%至25%的孔。然而，热喷涂颗粒之间的结合强度低并且热喷涂颗粒通过封孔材料结合。然而，不是所有的孔可被填充。尽管氧化物陶瓷自身不能与熔融金属反应，但是熔融金属嵌入孔内，妨碍熔融金属的剥离。在外部热应力或因与钢板接触引起的机械力的作用下，该封孔材料产生龟裂并剥离，并且该熔融金属进一步嵌入其中，使得熔融金属更难剥离。等离子喷涂的氧化物类陶瓷颗粒从熔滴状态急速冷却，因此，存在大量的微龟裂，减弱机械强度并导致绝缘性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：米仓伸雄，
申请(专利权)人：日铁住金表面硬化株式会社，
类型：
国别省市：