CN111545745A - 一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺 - Google Patents

一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺，属于涂料技术领域，包括下列重量百分配比的成分：碳化钨、钴基、氮化硼、铬、降内聚力助剂和溶剂，碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％，通过配置的碳化钨、钴基为、氮化硼、铬、降内聚力助剂为和溶剂，通水降内聚力助剂和溶剂，具有快速固化性，同时还具备优异的附着力，通过通水降内聚力助剂有效控制PH值的稳定性能，可减缓离心复合辊表面的腐蚀性，配合碳化钨、钴基、铬金属材质的耐高温、耐腐蚀性。

Description

一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，特别涉及一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺。
背景技术
传统的炉辊涂层使用的是涂层成分体系为CoCrAlY-CrB2/Y2O3，喷涂方法为超音速或等离子，由于这两种喷涂方法涂层空隙比较大，喷涂后表面也未经任何处理，一般使用2～3个月后辊面出现积瘤，并且由于涂层结合力较低，涂层较易产生剥落。此外，很多文献中叙述到在喷涂材料里添加CrB2，CrB2的确对抗结瘤有一定帮助，但是，CrB2的熔点比较低，一般在800℃左右会分解，并形成游离态的硼，这些硼随着带钢行走会黏附在后面低温段的炉辊表面，在低温(450-650℃)时，硼与辊面的盐雾和乙酸结合，并凝固气泡，该化合物牢固的黏附在辊面即为结瘤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺，通过通水降内聚力助剂有效控制PH值的稳定性能，可减缓离心复合辊表面的腐蚀性，配合碳化钨、钴基、铬金属材质的耐高温、耐腐蚀性，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离心复合辊表面耐高温涂层，包括下列重量百分配比的成分：碳化钨、钴基、氮化硼、铬、降内聚力助剂和溶剂，碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％。
进一步地，碳化钨的含量为25～30％、钴基为10～17％、氮化硼为11～13％、铬为13～15％、降内聚力助剂为8～10％和溶剂为16～20％。
进一步地，碳化钨的含量为28％、钴基为14％、氮化硼为12％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％。
进一步地，溶剂采用DMF、TOL、MEK、EAC、IPA和水。
进一步地，降内聚力助剂为低分子量聚合物、如醛酮树脂和低分子PE蜡。
本发明提出的另一种技术，包括一种离心复合辊表面耐高温涂层的生产工艺，包括以下步骤：
S1：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
S2：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒；
S3：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
S4：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
S5：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
S6：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层。
进一步地，针对步骤S2中，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末。
进一步地，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺，通过配置的碳化钨、钴基为、氮化硼、铬、降内聚力助剂为和溶剂，通水降内聚力助剂和溶剂，具有快速固化性，同时还具备优异的附着力，通过通水降内聚力助剂有效控制PH值的稳定性能，可减缓离心复合辊表面的腐蚀性，配合碳化钨、钴基、铬金属材质的耐高温、耐腐蚀性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，一种离心复合辊表面耐高温涂层，包括下列重量百分配比的成分：碳化钨、钴基、氮化硼、铬、降内聚力助剂和溶剂，碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％，溶剂采用DMF、TOL、MEK、EAC、IPA和水，降内聚力助剂为低分子量聚合物、如醛酮树脂和低分子PE蜡；
碳化钨黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体、钴基为合金，是一种能耐各种类型磨损和腐复蚀以及高温氧化的硬质合金，钴基合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少制量的钼、铌、钽、钛、镧合金元素，通水降内聚力助剂和溶剂，具有快速固化性，同时还具备优异的附着力，通过通水降内聚力助剂有效控制PH值的稳定性能，可减缓离心复合辊表面的腐蚀性，配合碳化钨、钴基、铬金属材质的耐高温、耐腐蚀性具有良好的机械强度、电绝缘性等特点。
为了更好的展现离心复合辊表面耐高温涂层生产的流程，本实施例现提出一种离心复合辊表面耐高温涂层的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
步骤二：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末；
步骤三：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
步骤四：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
步骤五：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
步骤六：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层。
实施例二：
碳化钨的含量为25～30％、钴基为10～17％、氮化硼为11～13％、铬为13～15％、降内聚力助剂为8～10％和溶剂为16～20％。
步骤一：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
步骤二：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末；
步骤三：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
步骤四：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
步骤五：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
步骤六：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层
实施例三：
碳化钨的含量为28％、钴基为14％、氮化硼为12％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％。
步骤一：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
步骤二：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末；
步骤三：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
步骤四：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
步骤五：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
步骤六：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层
对比例一：
碳化钨的含量为28％、钴基为8％、氮化硼为12％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％。
步骤一：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
步骤二：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末；
步骤三：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
步骤四：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
步骤五：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
步骤六：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层
对比例二：
碳化钨的含量为28％、钴基为14％、氮化硼为8％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％。
步骤一：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
步骤二：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末；
步骤三：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
步骤四：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
步骤五：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
步骤六：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层。
将实施例一、二和三与对比例一和二在400℃下对比。
表一为耐高温的检测
变形度 耐盐雾 耐乙酸
实施例一 轴线偏移1mm 起泡 起泡
实施例二 轴线偏移0.5mm 起泡 起泡
实施例三 轴线无偏移 不起泡 不起泡
对比例一 轴线偏移0.9mm 起泡 起泡
对比例二 轴线偏移1.4mm 起泡 起泡
根据上述的多个实施例比较，明显的碳化钨的含量为28％、钴基为14％、氮化硼为12％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％其在高温环境下，表面更加稳定。
综上所述，本发明的离心复合辊表面耐高温涂层及其生产工艺，通过配置的碳化钨、钴基为、氮化硼、铬、降内聚力助剂为和溶剂，通水降内聚力助剂和溶剂，具有快速固化性，同时还具备优异的附着力，通过通水降内聚力助剂有效控制PH值的稳定性能，可减缓离心复合辊表面的腐蚀性，配合碳化钨、钴基、铬金属材质的耐高温、耐腐蚀性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种离心复合辊表面耐高温涂层，其特征在于，包括下列重量百分配比的成分：碳化钨、钴基、氮化硼、铬、降内聚力助剂和溶剂，碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％。
2.如权利要求1所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层，其特征在于，碳化钨的含量为25～30％、钴基为10～17％、氮化硼为11～13％、铬为13～15％、降内聚力助剂为8～10％和溶剂为16～20％。
3.如权利要求1所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层，其特征在于，碳化钨的含量为28％、钴基为14％、氮化硼为12％、铬为14％、降内聚力助剂为9％和溶剂为18％。
4.如权利要求1所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层，其特征在于，溶剂采用DMF、TOL、MEK、EAC、IPA和水。
5.如权利要求1所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层，其特征在于，降内聚力助剂为低分子量聚合物、如醛酮树脂和低分子PE蜡。
6.一种如权利要求1-5所述的离心复合辊表面耐高温涂层的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准确称量各个组分：按照比例称取碳化钨的含量为20～38％、钴基为5～23％、氮化硼为7～15％、铬为12～16％、降内聚力助剂为7～11％和溶剂为15～25％；
S2：碳化钨、钴基、铬倒入反应釜中，温度提升至1300-1350℃，在高温下碳化钨、钴基、氮化硼和铬液化为金属液，并将金属液装配至高压的雾化塔内，在高压的作用下金属液与惰性气体在喷嘴处相遇，冷却后形成粉末状颗粒；
S3：上述S2制备的粉末状颗粒内倒入溶剂，并以1200r/min搅拌，时间控制在5-10min后，混合至均匀，取出后继续加入固化剂，搅拌均匀，制备前驱混合液体；
S4：取粉末状氮化硼倒入前驱混合液体内，以800r/min搅拌，时间控制在20-30min后，倒入降内聚力助剂，并加入纯净蒸馏水，加热至80～85℃，搅拌结束后待液体中的气泡消失，制得混合溶液；
S5：在S4中的混合溶液中加入偶联剂溶液混合于密闭恒温10～12℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，静止分层后，取下层悬浊液，上层澄清液去除；
S6：悬浊液均匀喷涂或刷涂于离心复合辊表面，将喷好或刷好涂层的基体进行预温与烧结处理，即可在基体上得到一层厚度均匀、结构致密的耐高温涂层。
7.如权利要求6所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层的生产工艺，其特征在于，针对步骤S2中，通过增加的雾化压力，提高其雾化气流的速度，破坏其表面以及动力平衡，完成二次雾化，形成直径更小的金属粉末颗粒，金属粉末颗粒经过涡轮式分级器分选出粒度过300目筛的粉末。
8.如权利要求6所述的一种离心复合辊表面耐高温涂层的生产工艺，其特征在于，针对步骤S3中，固化剂为低分子聚酰胺、脂肪二胺或芳香族多胺。
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