沉没辊表面抗锌液腐蚀材料的研究
李会谦，梅雪珍，刘建明，马江虹，杨晓剑
热 喷 涂 技 术2010 年 3 月
摘 要：采用钼粉、硼铁粉、铬粉为原料烧结制备了一种三元硼化物陶瓷复合粉末，并采用超音速喷涂制备了致密的热喷涂涂层，研究发现涂层的力学性能和 FUJIMI 公司 CoCr/MoB 涂层相近，经过两周的高铝锌液腐蚀试验，发现涂层在高铝锌液中具有良好的耐腐蚀能力，作为耐锌腐蚀涂层材料具有非常好的应用前景。
关键词：三元硼化物陶瓷复合粉末；超音速火焰喷涂；抗锌液腐蚀；沉没辊
目前世界上防腐蚀钢铁制品大多都要进行热镀锌。热镀锌已经成为钢铁防腐蚀方面应用最基本、最广泛的方法，被广泛应用于生产钢板、钢带、钢丝、钢管、钢网及五金零件。经热镀锌的工件，其寿命可以提高 11～28 倍[1-3]。
在热镀锌生产线中,锌液对锌锅中各部件（如轴承、沉没辊、导向辊、支撑辊）都具有强烈的腐蚀性。另外，由于锌液对部件的腐蚀,和产品（如带钢）对部件的磨损，锌锅中会产生坚硬的金属间化合物颗粒，降低了各部件的使用寿命，一般的钢带连镀锌续热线的维修周期平均为两个星期；同时由于腐蚀形成的产物（Fe2Zn 系金属间化合物）沉积在熔融的锌中，也会破坏镀层的表面，影响产品的质量。
这种定期和不定期的停产维修造成的损失是非常严重的。若能抑制腐蚀的发生和减少腐蚀产物的形成，将会降低停产时间、提高镀层质量、降低维修和更换零件的成本、节约能源和改善环境[ 4-8]。
随着镀锌技术的发展，高铝锌合金镀层已成为国内镀锌技术发展的方向。而高铝锌液相对于低铝锌而言，镀锌温度提高，具有更强的腐蚀性，传统使用的 WC-Co 热喷涂涂层已经不能有效抵御锌铝溶液的侵蚀，使用寿命大大降低[9-11]。本文制备了一种三元硼化物陶瓷热喷涂粉末，采用超音速喷涂工艺制备了涂层，研究了这种涂层的耐液锌力学性能以及耐高铝锌液腐蚀性能，并和 FUJIMI 公司的CoCr/MoB 涂层进行了对比。
1 试验方法
将钼粉、硼铁粉末、B 粉，Cr 粉按一定比例进行均匀混合，然后于在一定温度下烧结，对得到的粉末进行破碎、振动球磨 24 h；将粉末进行喷雾干燥制粒，选择合适的温度进行烧结，然后测定粉末的物理性能，其各项指标如表 1 所示，所得粉末的XRD 如图 1 所示，粉末形貌如图 2 所示。采用超音速喷涂工艺，制备了热喷涂涂层，分析了涂层组织，测定了涂层的硬度、耐磨性、结合强度等力学性能；最后，研究了三元硼化物陶瓷的耐锌液腐蚀行为，表 2 为高铝锌腐蚀液的成分配比。
2 试验结果与讨论
2.1 喷涂后的金相组织
由图 3 可知，喷涂后所得涂层十分致密，颗粒已经完全熔化，形成了层状结构，与基体的结合十分紧密。
2.2 涂层的力学性能
三元硼化物陶瓷涂层的力学性能如表 3 所示。表 3 还给出了采用 FUJIMI 粉末制备的涂层的力学性能，对比发现，所制备的三元硼化物陶瓷涂层各项性能优于 CoCr/MoB 涂层。
2.3 涂层的耐液态锌铝腐蚀试验
如图 5 右图所示，将喷涂制备好的试棒固定在架子上，浸泡于图 5 左图中炉子溶化的 Zn-Al 混合溶液中，图 6、图 7 和图 8 分别是浸泡一周和两周后涂层受腐蚀的照片。
有图 6 和 7 图可知，经过一周和两周的高铝锌腐蚀后，涂层表面完好，粘附于涂层上的锌铝残渣很容易剥离，说明涂层和锌铝液互不润湿，涂层没有出现明显腐蚀的痕迹，可见涂层具有良好的耐高铝锌腐蚀能力。
3 结论
采用三元硼化物陶瓷制备的耐锌液腐蚀涂层，从力学性能上看，硬度和耐磨性优于 CoCr/MoB 粉末，结合强度相当；三元硼化物陶瓷涂层具有良好的耐高铝锌液腐蚀能力，腐蚀两周后，涂层没有出现明显的腐蚀。
参考文献略
本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
