【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料成形成性，具体涉及一种钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜的热轧系统及方法。
技术介绍
1、本陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、随着现代化工业技术的快速发展，热轧钢板服役环境越来越苛刻，工作环境中的腐蚀介质以及高频、高载接触摩擦会导致基材产品出现表面锈蚀和疲劳磨损，进而导致产品服役寿命降低，带来巨大的经济损失。近年来，钢板表面涂覆改性涂层被认为是一种增强钢板性能、提高耐蚀耐磨能力的有效手段。研究表明，陶瓷材料具有良好的高温抗氧化性、耐盐雾腐蚀及耐磨性，因此金属表面通过覆盖陶瓷涂层形成的复合材料既具有金属的强度和韧度，又具有陶瓷材料耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点。近年来，通过涂覆功能陶瓷涂层改善钢板机械力学性能的方法越来越受到人们的重视，已成为金属材料成形成性
的研究热点。
3、目前，常用的钢板表面制备陶瓷涂层的方法有气相沉积法、热喷涂法、激光熔覆法和料浆法。然而，上述方法制备陶瓷涂层时需要进行表面预处理，且存在制备成本、效率和涂层性能之间的突出矛盾。例如，cn215473589u专利公开了一种油性重防腐耐磨复合涂层，尽管增强了钢板基材的耐蚀耐磨性能，但是钢板基材需要进行预处理，即表面需要电镀一层镀锌层，工艺繁琐，所需成本过高。cn115958191a专利则公开了一种复合防腐层的制备方法，钢铁基材表面通过冷喷涂工艺涂敷一层金属组合物，虽然增强了基材的防腐性能，但冷喷涂时需要进行表面粗糙度处理，且涂层成型后孔隙率较大，需要进一步地封孔处理，增加了
4、专利cn112877582a中公开了一种金属基复合陶瓷钢板的生产系统及生产工艺，借助均料器将预热后的陶瓷颗粒均匀分散到浇注钢水的表层，随后将流动的钢水和陶瓷颗粒共同输送至水平连铸机中，铸造出具有高硬度和强耐磨的金属基复合陶瓷钢板。但是，该铸造成型的金属基复合陶瓷钢板强度相对较低，不具备较好的机械力学性能，导致极端工作环境下服役性能差。因此，需要进行锻压或轧制的进一步处理，提高上述金属基复合陶瓷钢板的强度，改善机械力学性能。然而，陶瓷颗粒和钢水的热膨胀系数不同，且铸造成型过程中钢水与陶瓷颗粒层之间通过机械物理结合，形成的陶瓷颗粒层韧性差，导致锻压或轧制过程的机械应力造成钢材表面陶瓷颗粒层开裂，出现脱落现象，造成所制备的金属基复合陶瓷钢板耐磨和耐蚀性能降低，甚至失效。此外，上述专利涉及的成型工艺略微繁琐，一定程度上增加了制造成本。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜的热轧系统及方法，解决目前热轧钢板表面制备陶瓷涂层前需要进行表面预处理的问题和改善陶瓷涂层制备成本、效率和涂层性能之间的突出矛盾。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，包括热轧单元和多功能涂布单元；所述热轧单元包括两个相向转动的轧辊，钢板从两个轧辊中间通过，轧辊能够带动涂敷有陶瓷浆料的无纺布轧制到钢板表面；
4、所述的多功能涂布单元包括卷对卷输送系统、加热烘干单元、涂布刮刀系统、陶瓷浆料供料单元和加热单元；所述的卷对卷输送系统，用于输送原始无纺布，加热烘干单元位于原始无纺布下方，在原始无纺布的上方设置涂布刮刀系统和陶瓷浆料供料单元；在卷对卷输送系统与热轧单元之间设置加热单元；所述的陶瓷浆料供料单元用于提供陶瓷浆料，陶瓷浆料通过供浆管与涂布刮刀系统相连，涂布刮刀系统将浆料均匀涂覆在原始无纺布上；所述的加热单元用于覆盖有陶瓷浆料的无纺布，使其达到粘弹性状态，继而快速粘附到轧辊上。
5、本专利技术提出的钢板热轧原位陶瓷层成膜系统，利用热轧产生的高温和高压实现碳钢、合金钢热轧变形过程中与陶瓷复合粉体发生原位冶金反应，表面形成一层陶瓷改性层，进而增强热轧钢板的耐蚀和耐磨能力，提高热轧钢板的服役性能和寿命。
6、作为进一步的技术方案，所述的卷对卷输送系统包括缠绕有原始无纺布的卷辊和导向辊，卷辊和导向辊间隔一定距离设置，卷辊上的原始无纺布通过导向辊导向且向前运动；在卷辊和导向辊之间设置加热烘干单元。
7、作为进一步的技术方案，所述的无纺布宽度应大于或等于所轧钢板的宽度。
8、作为进一步的技术方案，所述的加热烘干单元为加热烘干真空板，在加热烘干真空板的表面设置有若干微孔，用于吸附无纺布。
9、第二方面，本专利技术还提出了一种利用所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统进行钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，包括如下步骤：
10、s1.制备陶瓷浆料，将制备好的浆料放入供料单元；
11、s2.制备具有陶瓷化改性的无纺布，设置卷对卷系统卷取速率，开启卷对卷系统进行无纺布输送，通过供料单元将步骤1制备的陶瓷浆料输送到无纺布上，随后经过涂布刮刀系统，将浆料均匀涂覆到无纺布上；调节卷对卷系统卷曲速率和加热烘干单元温度，涂敷浆料的无纺布经过加热烘干单元，待无纺布上浆料干燥，确定加热烘干真空板温度；
12、s3.对钢板热轧前表面进行预处理；
13、s4.设置加热单元参数，确保无纺布经过加热单元能够具有粘弹性，可粘附到热轧机轧辊上；设置热轧单元卷曲参数，确保轧制过程中无纺布能准确、匀速的铺展到钢板上；
14、s5.设置轧制参数：对将要改性的钢板进行开轧温度设置，确保轧制时钢板温度能够将具有改性功能的无纺布融化；设置轧制速率参数，确保轧制过程无纺布均匀成膜；设置压下量参数，确保轧制过程中，引入的压力可减少甚至消除涂层与基体产生的热应力，阻碍微裂纹与孔洞的产生；
15、s6.启动热轧单元，开启多功能涂布单元，利用热轧过程的高温和高压对覆盖无纺布的钢板进行热轧，促进钢板表面陶瓷层的快速成膜，最终实现热轧钢板原位增强耐蚀耐磨性能。
16、作为进一步的技术方案，所述的s1中所述的陶瓷复合粉体原料按照质量份计：包含30～55份sio2、15～30份b2o3、5～15份al2o3、10～20份na2o、0～10份k2o、0～10份zno、0～5份cao、0～15份mgo。
17、作为进一步的技术方案，所述的s1的具体过程如下：称取陶瓷复合粉体原料，制备的混合陶瓷改性粉末，按10～40％质量比例加入到纯净水中，利用超声探针进行搅拌，将粉末分散到纯净水中，得到稳定、均匀分散的浆料。
18、作为进一步的技术方案，所述无纺布为亲水无纺布、熔喷无纺布、热合无纺布和纺粘无纺布。
19、作为进一步的技术方案，在s4中，所述加热单元参数为80～120℃；所述卷曲单元参数0.1～1.5m/min。
20、作为进一步的技术方案，在s5中，所述轧制参数，开轧温度为900～1200℃，轧制速率0.1～1m/min，压下量占轧制前板厚的5～20％。
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【技术保护点】
1.一种钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，包括热轧单元和多功能涂布单元；所述热轧单元包括两个相向转动的轧辊，钢板从两个轧辊中间通过，轧辊能够带动涂敷有陶瓷浆料的无纺布轧制到钢板表面；其特征在于，
2.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的卷对卷输送系统包括缠绕有原始无纺布的卷辊和导向辊，卷辊和导向辊间隔一定距离设置，卷辊上的原始无纺布通过导向辊导向且向前运动；在卷辊和导向辊之间设置加热烘干单元。
3.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的无纺布宽度应大于或等于所轧钢板的宽度。
4.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的加热烘干单元为加热烘干真空板，在加热烘干真空板的表面设置有若干微孔，用于吸附无纺布。
5.利用权利要求1-4任一所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统进行钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求3所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，
7.如权利要求3所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于：所述的S1的具体过程如下：称取陶瓷复合粉体原料，制备的混合陶瓷改性粉末，按10～40％质量比例加入到纯净水中，利用超声探针进行搅拌，将粉末分散到纯净水中，得到稳定、均匀分散的浆料。
8.如权利要求3所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于：所述无纺布为亲水无纺布、熔喷无纺布、热合无纺布和纺粘无纺布。
9.如权利要求9所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于：在S4中，所述加热单元参数为80～120℃；所述卷曲单元参数0.1～1.5m/min。
10.如权利要求3所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于：在S5中，所述轧制参数，开轧温度900～1200℃，轧制速率0.1～1m/min，压下量占轧制前板厚的5～20％。
...【技术特征摘要】
1.一种钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，包括热轧单元和多功能涂布单元；所述热轧单元包括两个相向转动的轧辊，钢板从两个轧辊中间通过，轧辊能够带动涂敷有陶瓷浆料的无纺布轧制到钢板表面；其特征在于，
2.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的卷对卷输送系统包括缠绕有原始无纺布的卷辊和导向辊，卷辊和导向辊间隔一定距离设置，卷辊上的原始无纺布通过导向辊导向且向前运动；在卷辊和导向辊之间设置加热烘干单元。
3.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的无纺布宽度应大于或等于所轧钢板的宽度。
4.如权利要求1所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统，其特征在于，所述的加热烘干单元为加热烘干真空板，在加热烘干真空板的表面设置有若干微孔，用于吸附无纺布。
5.利用权利要求1-4任一所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧系统进行钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求3所述的钢板表面耐蚀耐磨陶瓷层原位成膜热轧方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄水泉，安召朋，陈继刚，黄传真，黄含，王真，徐龙华，曲美娜，许征凯，张迪嘉，郭保苏，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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