鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓方法，包括以下工藝過程：取兩塊大小形狀相同的鋼板：一塊為網(wǎng)紋鋼板，另一塊為光面鋼板，網(wǎng)紋鋼板進(jìn)行除銹、去油處理，噴砂粗化表面，在噴砂面噴涂鎳包鋁粉末，光面鋼板表面涂機(jī)油與石墨的混合涂料，將兩鋼板經(jīng)處理后的面隔一定距離對(duì)放，制成一個(gè)上端開口的半封閉的反應(yīng)空間，將含有5％wt二氧化硅顆粒的鋁熱焊劑填在該半封閉的反應(yīng)空間內(nèi)，點(diǎn)燃后發(fā)生自蔓延反應(yīng)，在兩鋼板內(nèi)表面得到厚氧化鋁陶瓷涂層，趁熱側(cè)向施加機(jī)械壓力，使兩鋼板表面的陶瓷涂層壓實(shí)并焊合成一體，保壓1分鐘后撤掉光面鋼板，即可得到表面覆有致密的厚氧化鋁陶瓷涂層的復(fù)合鋼板。本法制備的陶瓷涂層涂層致密度高、與基體結(jié)合緊密、抗熱震性好。
【專利說明】鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面工程【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種綜合利用重力沉降和反應(yīng)熱壓法在鋼板 表面制備厚陶瓷涂層的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷涂層復(fù)合鋼板具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕性能。可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、礦業(yè)、電力、 石油、化工等領(lǐng)域。目前在鋼板表面制備陶瓷涂層方法主要采用熱噴涂技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)存 在的主要問題是涂層致密度較低、與基體結(jié)合不緊密、抗熱震性不好，難以制備厚涂層，制 約了涂層鋼板的應(yīng)用范圍，迫切需要一種新的工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種涂層致密度高、與基體結(jié)合緊密、抗熱 震性好的鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓 方法，所述方法包括以下工藝過程：取兩塊大小形狀相同的鋼板，一塊為網(wǎng)紋鋼板，另一塊 為光面鋼板，網(wǎng)紋鋼板帶網(wǎng)紋面進(jìn)行除銹、去油處理，噴砂粗化表面，然后在網(wǎng)紋鋼板噴砂 面噴涂鎳包鋁粉末，另一塊光面鋼板表面涂機(jī)油與石墨的混合涂料，將網(wǎng)紋鋼板和光面鋼 板經(jīng)處理后的面隔一定距離對(duì)放，由網(wǎng)紋鋼板、光面鋼板、耐火磚和封箱泥制成一個(gè)上端開 口的半封閉的反應(yīng)空間，反應(yīng)空間下端用耐火磚留一限流孔，并用石棉封死，將含有5% wt 二氧化硅顆粒的鋁熱焊劑填在該半封閉的反應(yīng)空間內(nèi)，點(diǎn)燃后發(fā)生自蔓延反應(yīng)，經(jīng)重力沉 降，在網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板內(nèi)表面得到厚氧化鋁陶瓷涂層，趁熱側(cè)向施加機(jī)械壓力，使得網(wǎng) 紋鋼板和光面鋼板表面的陶瓷涂層壓實(shí)并焊合成一體，保壓后撤掉光面鋼板，即可得到表 面覆有致密的厚氧化鋁陶瓷涂層的復(fù)合鋼板。
[0005] 本發(fā)明的有益效果是：
[0006] 在高溫放熱反應(yīng)下，涂覆于鋼板表面的反應(yīng)產(chǎn)物氧化鋁呈熔融狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行反 應(yīng)熱壓，提高了與基體的結(jié)合強(qiáng)度和涂層的致密度，抗熱震性良好，同時(shí)在涂層中殘留有益 壓應(yīng)力，減輕和避免了涂層裂紋。半密閉空間，起到緩冷和保溫作用，冷卻后得到高品質(zhì)毫 米級(jí)氧化鋁陶瓷涂層。反應(yīng)過程中熔融狀態(tài)的涂層顆拉撞擊到經(jīng)粗化處理的網(wǎng)紋鋼板基體 表面時(shí)，鋪展成液態(tài)薄膜覆蓋在網(wǎng)紋鋼板凸凹面上，冷凝收縮時(shí)咬住凸點(diǎn)，除冶金結(jié)合外， 還形成了機(jī)械結(jié)合。進(jìn)一步提高了涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。此發(fā)明方法是綜合利用了靜態(tài) 自蔓延和反應(yīng)熱壓法及噴涂法來制備厚氧化鋁陶瓷涂層，不僅制造方法簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)，而 且由于自蔓延反應(yīng)無需外界熱源，一次性生成涂層快速，所以該方法還具有節(jié)省能源、環(huán)保 高效的特點(diǎn)。適用于在惡劣工況條件下工作的機(jī)件，如風(fēng)機(jī)葉片、導(dǎo)流板、耐磨板等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明所采用的反應(yīng)裝置示意圖。
[0008] 圖2為本發(fā)明加壓過程示意圖。
[0009] 圖3為本發(fā)明的涂層鋼板示意圖。
[0010] 圖中附圖標(biāo)記：
[0011] 光面鋼板1、鋁熱焊劑2、網(wǎng)紋鋼板3、耐火磚4、限流孔5、氧化鋁陶瓷涂層6、加壓 7。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 最佳實(shí)施例：
[0013] 取一塊規(guī)格為640mmX960mm的6?8mm厚的網(wǎng)紋鋼板及相同規(guī)格的光面鋼板作 為基體用鋼板。用熱噴涂預(yù)處理方法對(duì)其中的網(wǎng)紋鋼板帶網(wǎng)紋面進(jìn)行除銹、去油處理，噴砂 粗化表面。然后用氧-乙炔火焰噴槍在網(wǎng)紋鋼板噴砂面噴涂鎳包鋁粉末進(jìn)行作業(yè)作為打底 層。另一塊光面鋼板涂機(jī)油與石墨的混合涂料。如圖1所示將網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板經(jīng)處理 后的面隔一定距離對(duì)放，由網(wǎng)紋鋼板、光面鋼板、耐火磚和封箱泥制成一個(gè)上端開口的半封 閉的反應(yīng)空間，反應(yīng)空間下端用耐火磚留一限流孔，并用厚3_的石棉封死。將加有5% wt 二氧化硅顆粒的鋁熱焊劑填在該半封閉的反應(yīng)空間內(nèi)，點(diǎn)燃后發(fā)生自蔓延反應(yīng)，根據(jù)靜態(tài) 自蔓延法原理，經(jīng)重力沉降，在網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板內(nèi)表面得到氧化鋁陶瓷涂層。然后，如 圖2所示趁熱利用機(jī)械加壓裝置側(cè)向向網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板施加壓力，使得網(wǎng)紋鋼板和光 面鋼板表面的陶瓷涂層壓實(shí)并焊合成一體，保壓分鐘后，撤掉光面鋼板，由于光面鋼板表面 涂有石墨，陶瓷涂層與光面鋼板表面易于脫離，即可得到圖3所示表面覆有致密的厚氧化 鋁陶瓷涂層的復(fù)合鋼板。
[0014] 此法工藝簡(jiǎn)單、無需外界熱源，可得到毫米級(jí)氧化鋁陶瓷厚涂層質(zhì)量高。制備的涂 層鋼板適用于耐磨、耐腐蝕、耐高溫的環(huán)境，如風(fēng)機(jī)葉片、導(dǎo)流板、耐磨板等。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋼板表面制備陶瓷涂層的靜態(tài)自蔓延反應(yīng)熱壓方法，其特征在于所述方法包括 以下工藝過程：取兩塊大小形狀相同的鋼板，一塊為網(wǎng)紋鋼板，另一塊為光面鋼板，網(wǎng)紋鋼 板帶網(wǎng)紋面進(jìn)行除銹、去油處理，噴砂粗化表面，然后在網(wǎng)紋鋼板噴砂面噴涂鎳包鋁粉末， 另一塊光面鋼板表面涂機(jī)油與石墨的混合涂料，將網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板經(jīng)處理后的面隔一 定距離對(duì)放，由網(wǎng)紋鋼板、光面鋼板、耐火磚和封箱泥制成一個(gè)上端開口的半封閉的反應(yīng)空 間，反應(yīng)空間下端用耐火磚留一限流孔，并用石棉封死，將含有5% wt二氧化硅顆粒的鋁熱 焊劑填在該半封閉的反應(yīng)空間內(nèi)，點(diǎn)燃后發(fā)生自蔓延反應(yīng)，經(jīng)重力沉降，在網(wǎng)紋鋼板和光面 鋼板內(nèi)表面得到厚氧化鋁陶瓷涂層，趁熱側(cè)向施加機(jī)械壓力，使得網(wǎng)紋鋼板和光面鋼板表 面的陶瓷涂層壓實(shí)并焊合成一體，保壓后撤掉光面鋼板，即可得到表面覆有致密的厚氧化 鋁陶瓷涂層的復(fù)合鋼板。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK104141126SQ201310164545
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】陳威, 陳大智, 高一翔, 朱丹, 蘇宏藝 申請(qǐng)人:陳威