一種長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]作為整個鋼材連續(xù)澆鑄生產(chǎn)的核心裝置，結(jié)晶器的質(zhì)量好壞直接影響到鑄坯的質(zhì)量和連鑄機(jī)的作業(yè)率。
[0003]連鑄生產(chǎn)時結(jié)晶器銅板內(nèi)表面直接與沸騰的鋼水、熔融的保護(hù)渣接觸，外表面用水強(qiáng)制冷卻，還伴隨著內(nèi)壁與鑄坯之間的滑動摩擦，惡劣的作業(yè)環(huán)境對連鑄結(jié)晶器銅板提出了更高的要求，然而電鍍單一電鍍層以及常規(guī)的合金鍍層已不再能夠滿足高效連鑄機(jī)對結(jié)晶器的單次過鋼量大，拉速快的這一現(xiàn)狀，結(jié)晶器銅板在高拉速使用過程中，需要在單位時間內(nèi)導(dǎo)出的熱量增加，耐熱易疲勞，磨損大，結(jié)晶器銅板非計(jì)劃下線，導(dǎo)致結(jié)晶器銅板修復(fù)量及次數(shù)增加，工作效率低，嚴(yán)重制約生產(chǎn)正常運(yùn)行，浪費(fèi)原材料，生產(chǎn)成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種導(dǎo)熱性好，耐熱，耐磨，抗疲勞的長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器銅板寬窄面的同步使用，提高了工作效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板，包括銅板基體和所述銅板基體表面的鍍層，所述鍍層包括上部電鍍層和下部噴涂層，所述上部電鍍層為耐高溫、耐侵蝕的純鎳或低鈷鎳合金鍍層，所述低鈷鎳合金鍍層中鈷的質(zhì)量百分比不大于3%，所述下部噴涂層為耐磨涂層或陶瓷涂層。
[0006]所述上部電鍍層距離所述銅板基體的上口 0~450mm。
[0007]所述下部噴涂層距離所述銅板基體的上口 100~900mm。
[0008]所述長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板的制備工藝，包括以下步驟:
A、對連鑄結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行常規(guī)鍍前預(yù)處理，包括機(jī)床加工、有機(jī)溶劑清洗、堿脫月旨、電解脫脂、機(jī)械噴砂拉毛處理和超聲波清理；
B、將鎳基合金粉或WC-12CO粉末材料裝入超音速噴涂送粉設(shè)備中，通過超音速火焰噴涂法處理距所述銅板基體上口 100~900mm的區(qū)域；
C、對距所述銅板基體上口0~450mm的區(qū)域進(jìn)行清洗、脫脂、機(jī)械噴砂拉毛處理和超聲波清理，將經(jīng)所述步驟B噴涂的區(qū)域進(jìn)行絕緣處理，安裝特殊屏蔽工裝，對距所述銅板基體上口 0~450mm的區(qū)域進(jìn)行酸液活化處理；
D、經(jīng)所述步驟C處理后，對距所述銅板基體上口0~450mm的區(qū)域進(jìn)行電鍍，所采用的電鍍液組成及工藝控制條件為:
氨基磺酸鎳:450~600g/L ；
氨基磺酸鈷:0~15g/L ; 硼酸:25~40g/L ；
氯化鎳:8~15g/L ；
低泡潤濕劑:0.l~5mL/L ；
電鍍增韌劑:60~80mL/L ；
電流密度:l~10A/dm2；
PH:3.0-4.5 ；
攪拌條件:循環(huán)泵攪拌或壓縮空氣攪拌；
當(dāng)距離所述銅板基體上口 0~450mm的區(qū)域的厚度達(dá)到工藝要求后，即停止電鍍作業(yè)；
E、對經(jīng)所述步驟B處理后的距所述銅板基體上口100~900mm的區(qū)域進(jìn)行真空熱處理；
F、將所述真空熱處理后的結(jié)晶器銅板進(jìn)行機(jī)床加工后，清洗，包裝。
[0009]所述超音速火焰噴涂為現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選的，所述步驟B中所述超音速火焰噴涂的工藝條件為，控制氧氣流量為1500~2500GPH，氮?dú)饬髁繛?.8-7.0GPH，噴涂距離200~400mm,噴涂厚度 0.2-1.0_。
[0010]所述真空熱處理為現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選的，所述步驟E中所述真空熱處理的工藝條件為，在真空度彡10_2Pa的真空處理爐中，溫度為200~400°C保持2~3小時，再用氬氣或氮?dú)饫鋮s降溫。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述低泡潤濕劑為乙基己基硫酸鈉。
[0012]優(yōu)選的，所述電鍍增韌劑為芐基-烯基吡啶內(nèi)鹽。
[0013]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板，包括銅板基體和所述銅板基體表面的鍍層，所述鍍層包括上部電鍍層和下部噴涂層，上部電鍍層具有高溫下不易產(chǎn)生熱裂紋、剝落的優(yōu)點(diǎn)，下部噴涂層則能滿足優(yōu)越抗磨性能的要求，使得整體結(jié)晶器銅板的使用壽命、連鑄生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量均得到了較大程度的提高。
[0014]其次，本發(fā)明通過電鍍和超音速熱噴涂工藝的結(jié)合，使得結(jié)晶器銅板的上下兩部分分別為不同合金、不同性能的鍍層，有效解決了連鑄生產(chǎn)對結(jié)晶器銅板上部和下部的不同要求。通過電鍍工藝和電鍍液組成兩者的結(jié)合，使得結(jié)晶器銅板上部電鍍層熱應(yīng)力小、韌性高，不易產(chǎn)生熱裂紋、剝落，具有耐高溫、耐侵蝕的特點(diǎn)，而且下部噴涂層經(jīng)過真空熱處理，不僅使涂層與銅板基體產(chǎn)生互溶擴(kuò)散，由原來的機(jī)械粘結(jié)轉(zhuǎn)化為互滲互溶的冶金粘結(jié)，結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，具有優(yōu)越的抗磨性能。
[0015]本發(fā)明整體工藝簡單，噴涂厚度均勻，大大提高了結(jié)晶器銅板的使用壽命、連鑄生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，顯著降低了生產(chǎn)材料和電能的消耗。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]圖1:本發(fā)明結(jié)晶器銅板的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-銅板基體，2-上部電鍍層，3-下部噴涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更詳細(xì)地進(jìn)一步闡明而不是限制本發(fā)明，給出下列實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例一
如圖1所示，本發(fā)明一種長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板，包括銅板基體I和所述銅板基體I表面的鍍層，所述鍍層包括上部電鍍層2和下部噴涂層3，所述上部電鍍層2為耐高溫、耐侵蝕的低鈷鎳合金鍍層，所述低鈷鎳合金鍍層中鈷的質(zhì)量百分比不大于3%，所述下部噴涂層3為耐磨涂層。
[0020]其中，上部電鍍層2距離所述銅板基體的上口 0~100mm ;下部噴涂層3距離所述銅板基體的上口 100~900_。
[0021]上述長壽命復(fù)合鍍層連鑄結(jié)晶器銅板的制備工藝，可按以下步驟進(jìn)行:
A、對連鑄結(jié)晶器銅板表面進(jìn)行常規(guī)鍍前預(yù)處理，包括機(jī)床加工、有機(jī)溶劑清洗、堿脫月旨、電解脫脂、機(jī)械噴砂拉毛處理和超聲波清理；各步驟的具體工藝參數(shù)可參照現(xiàn)有技術(shù)；
B、將鎳基合金粉裝入超音速噴涂送粉設(shè)備中，通過超音速火焰噴涂法處理距離所述銅板基體的上口 100~900mm的區(qū)域；
其中，超音速火焰噴涂法的具體工藝條件可參照常規(guī)技術(shù)，優(yōu)選的，所述超音速火焰噴涂的工藝條件為，控制氧氣流量為1800GPH，氮?dú)饬髁繛?.5GPH，噴涂距離310mm，噴涂厚度
1.0mm ；
C、對距所述銅板基體上口0~100mm的區(qū)域進(jìn)行清洗、脫脂、機(jī)械噴砂拉毛處理和超聲波清理，將經(jīng)所述步驟B噴涂的區(qū)域進(jìn)行絕緣處理，安裝特殊屏蔽工裝，對距所述銅板基體上口 0~100mm的區(qū)域進(jìn)行酸液活化處理；該步驟中的清洗、脫脂、機(jī)械噴砂拉毛處理、超聲波清理及酸活化處理的具體參數(shù)可參照現(xiàn)有技術(shù)；
D、經(jīng)所述步驟C處理后，對距離所述銅板基體上口0~100mm的區(qū)域進(jìn)行電鍍，所采用的電鍍液組成及工藝控制條件為:
氨基磺酸鎳:500g/L ;
氨基磺酸鈷:4.5g/L ;
硼酸:30g/L ；
氯化镲:10g/L ；
低泡潤濕劑:2.0mL/L，優(yōu)選使用乙基己基硫酸鈉；
電鍍增韌劑:70mL/L，優(yōu)選使用芐基-烯基吡啶內(nèi)鹽；
電流密度:5A/dm2;
PH:3.5 ；
攪拌條件:循環(huán)泵攪拌；
當(dāng)距離所述銅板基體上口 0~100mm的區(qū)域的厚度達(dá)到工藝要求后，即停止電鍍作業(yè)；
E、對經(jīng)所述步驟B處理后的距離所述銅板基體的上口100~900mm的區(qū)域進(jìn)行真空熱處理；其中，真空熱處理的具體工藝條件可參照常規(guī)技術(shù)，優(yōu)選的，所述真空熱處理的工藝條件為，在真空度彡10_2Pa的真空處理爐中，溫度為300°C保持2.5小時，再用氬氣冷卻降溫；
F、將所述真空熱處理后的結(jié)晶器銅板進(jìn)行機(jī)加工后，清洗，包裝。
[0022]某鋼廠2臺高拉速連鑄機(jī)，鋼包