一种陶瓷沉没辊及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷沉没辊及其制备方法，具有基体，基体表面具有防护涂层，所述的防护涂层材料由TiO2、Al2O3以及SiO2组成，将防护涂层材料进行烧焙冷却、塑化、压铸、保压、脱脂、冷却、上釉、烧结后冷却后作为沉积电极，用电火花沉积法将所述防护涂层与表面打磨除油清洗的不锈钢基体相结合。本发明专利技术解决了沉没辊在使用时会被快速腐蚀而损坏、涂层与基体间结合力差和易脱落的问题，提高了沉没辊的抗腐蚀性及耐磨性，增加了使用寿命，减少了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，具有基体，基体表面具有防护涂层，所述的防护涂层材料由TiO2、Al2O3以及SiO2组成，将防护涂层材料进行烧焙冷却、塑化、压铸、保压、脱脂、冷却、上釉、烧结后冷却后作为沉积电极，用电火花沉积法将所述防护涂层与表面打磨除油清洗的不锈钢基体相结合。本专利技术解决了沉没辊在使用时会被快速腐蚀而损坏、涂层与基体间结合力差和易脱落的问题，提高了沉没辊的抗腐蚀性及耐磨性，增加了使用寿命，减少了生产成本。【专利说明】
本专利技术涉及了沉没辊制备领域，尤其涉及了。
技术介绍
热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种防止 钢铁材料在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法。经热镀锌处理的钢铁构件在大气、 海水、土壤等腐蚀环境中都有着优良的耐蚀性。近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发 展，对钢铁件防护要求越来越高，热镀锌需求量也不断增加。 沉没辊是热镀锌设备的关键部件。传统的沉没辊主要以钢铁材料为主，但由于铁 在锌液中会形成多孔疏松的低熔点Fe5Zn21和FeZnl3金属间化合物（俗称锌渣） 并漂移到锌液中，其抗熔融锌液腐蚀性很差，因此使用寿命较短，需经常更换，严重影响生 产的正常进行。而且，由于钢的腐蚀造成锌液增铁，严重影响热镀锌制品的纯度。 采用表面处理技术提高钢铁材料沉没辊抗熔融锌液腐蚀性能是一种切实有效的 方法。较为常用的沉没辊表面处理方法主要有渗镀法和热喷涂。虽然渗镀法具有成本 低廉，简便易行等优点，但是采用渗镀法获得的硼化物涂层，渗层厚度受到限制，生成FeB/ Fe2 B两种金属间化合物的膨胀系数差别很大，而且比较脆，在锌液腐蚀的恶劣环境很容易 开裂，因此其性能有待于进一步提高。热喷涂是研究更多、应用更加广泛的沉没辊表面处理 技术。目前用于耐熔锌腐蚀涂层的材料主要有：WC/Co、CrWMo和FeCrAl等。由于这些材 料构成的涂层具有较好的耐融锌腐蚀性能，因此用在无温差变化的静态工况条件下收到了 较好的效果。尽管如此，热喷涂方法也有其不足之处，其最大的缺点在于热喷涂层均不可避 免存在一定的孔隙率，这些孔隙的存在为锌的扩散提供了扩散通道，且涂层与基体间结合 力差、易脱落。因此有必要发展新的低成本高性能的涂层材料及其制备技术。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的就在于提供了一种陶瓷沉没辊及其制备 方法，解决了沉没辊在使用时会被快速腐蚀而损坏、涂层与基体间结合力差和易脱落的问 题，提高了沉没辊的抗腐蚀性及耐磨性，增加了使用寿命，减少了生产成本。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的： 一种陶瓷沉没辊，具有基体，基体表面具有防护涂层，所述的防护涂层材料由Ti〇2、 A1203以及Si02组成，所述各组分之间的质量分为Ti025(T60份、Al 20335?40份、Si025?20份。 -种陶瓷沉没辊的制备方法，包括以下步骤： (1)表面预处理：以不锈钢辊作为基体，用砂纸逐级打磨后放入丙酮溶液中进行表面除 油清洗，然后用去离子水冲洗后吹干备用； (2 )将防护涂层材料投入球磨机中，并加以辅料，混合均匀，并在1500-1800°C的温度下 焙烧1. 5~2h，焙烧完成后进行冷却； (3)将步骤（2)的材料进行塑化、压铸、保压、脱脂、冷却、上釉，并通过烧结成型设备对 材料进行烧结，冷却后得到复合材料； (4)将步骤（3)的复合材料作为沉积电极，将沉积电极固定于电火花沉积设备的工作枪 中，将基体固定于电火花沉积设备阴极，启动电火花沉积设备，将电火花工作枪移动至不锈 钢辊表面沉积防护涂层，同时沉积过程中设有氩气温度控制保护装置，采用侧吹氩气的方 法控制不绣钢表面的温度不高于75°C。 作为一种优选方案，所述防护涂层的厚度为2(Γ40 μ m。 作为一种优选方案，所述的防护涂层材料还包括液化的滑石瓷蜡饼。 作为一种优选方案，所述辅料的质量分为粘结剂4(Γ60份、塑化剂2(Γ40份、分散 齐[J 10?20份。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果： 1. 具有较低的热膨胀系数、合适的孔隙率以及较高的挠曲强度，提高了沉没辊的耐磨 损性能； 2. 采用的防护涂层具有较高的表面硬度、良好的耐磨损性能、耐熔融锌液腐蚀性能、 耐热氧化性，提高了沉没辊的抗腐蚀性，增加了使用寿命，减少了生产成本。 【具体实施方式】 以下将结合具体实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体 实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。 实施例1 : 一种陶瓷沉没辊，具有基体，基体表面具有防护涂层，所述的防护涂层材料由Ti〇2、 ΑΙΑ以及Si02组成，所述各组分之间的质量分为Ti0252份、Al20 335份、Si0213份，并且另 外加入液化的滑石瓷蜡饼；防护涂层的厚度为20 μ m。 一种陶瓷沉没辊的制备方法，包括以下步骤： (1) 表面预处理：以不锈钢辊作为基体，用砂纸逐级打磨后放入丙酮溶液中进行表面除 油清洗，然后用去离子水冲洗后吹干备用； (2) 将防护涂层材料投入球磨机中，并加以辅料，混合均匀，并在1600°C的温度下焙烧 1. 7h，焙烧完成后进行冷却；辅料的质量分为粘结剂50份、塑化剂30份、分散剂20份； (3) 将步骤（2)的材料进行塑化、压铸、保压、脱脂、冷却、上釉，并通过烧结成型设备对 材料进行烧结，冷却后得到复合材料； (4) 将步骤（3)的复合材料作为沉积电极，将沉积电极固定于电火花沉积设备的工作枪 中，将基体固定于电火花沉积设备阴极，启动电火花沉积设备，将电火花工作枪移动至不锈 钢辊表面沉积防护涂层，同时沉积过程中设有氩气温度控制保护装置，采用侧吹氩气的方 法控制不绣钢表面的温度不高于75°C。 通过以上步骤制造的防护涂层，其热膨胀系数约为2. 55ΧΚΓ6 (1/K)、孔隙率约为 35%、挠曲强度约为9. IMPa。 实施例2: 一种陶瓷沉没辊，具有基体，基体表面具有防护涂层，所述的防护涂层材料由Ti〇2、 ΑΙΑ以及Si02组成，所述各组分之间的质量分为Ti0260份、Al20 340份、Si0210份，并且另 外加入液化的滑石瓷蜡饼；防护涂层的厚度为40 μ m。 一种陶瓷沉没辊的制备方法，包括以下步骤： (1) 表面预处理：以不锈钢辊作为基体，用砂纸逐级打磨后放入丙酮溶液中进行表面除 油清洗，然后用去离子水冲洗后吹干备用； (2) 将防护涂层材料投入球磨机中，并加以辅料，混合均匀，并在1750°C的温度下焙烧 1. 7h，焙烧完成后进行冷却；辅料的质量分为粘结剂40份、塑化剂40份、分散剂20份； (3) 将步骤（2)的材料进行塑化、压铸、保压、脱脂、冷却、上釉，并通过烧结成型设备对 材料进行烧结，冷却后得到复合材料； (4) 将步骤（3)的复合材料作为沉积电极，将沉积电极固定于电火花沉积设备的工作枪 中，将基体固定于电火花沉积设备阴极，启动电火花沉积设备，将电火花工作枪移动至不锈 钢辊表面沉积防护涂层，同时沉积过程中设有氩气温度控制保护装置，采用侧吹氩气的方 法控制不绣钢表面的温度不高于75°C。 通过以上步骤制造的防护涂层，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷沉没辊，具有基体，基体表面具有防护涂层，其特征在于：所述的防护涂层材料由TiO2、Al2O3以及SiO2组成，所述各组分之间的质量分为TiO250~60份、Al2O335~40份、SiO25~20份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马中亮，于兴仁，
申请(专利权)人：江苏南山冶金机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32