钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压方法，包括以下工艺过程：取两块大小形状相同的钢板：一块为网纹钢板，另一块为光面钢板，网纹钢板进行除锈、去油处理，喷砂粗化表面，在喷砂面喷涂镍包铝粉末，光面钢板表面涂机油与石墨的混合涂料，将两钢板经处理后的面隔一定距离对放，制成一个上端开口的半封闭的反应空间，将含有5％wt二氧化硅颗粒的铝热焊剂填在该半封闭的反应空间内，点燃后发生自蔓延反应，在两钢板内表面得到厚氧化铝陶瓷涂层，趁热侧向施加机械压力，使两钢板表面的陶瓷涂层压实并焊合成一体，保压1分钟后撤掉光面钢板，即可得到表面覆有致密的厚氧化铝陶瓷涂层的复合钢板。本法制备的陶瓷涂层涂层致密度高、与基体结合紧密、抗热震性好。
【专利说明】钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于表面工程【技术领域】，提供一种综合利用重力沉降和反应热压法在钢板 表面制备厚陶瓷涂层的方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷涂层复合钢板具有优良的耐磨、耐腐蚀性能。可广泛应用于钢铁、矿业、电力、 石油、化工等领域。目前在钢板表面制备陶瓷涂层方法主要采用热喷涂技术。现有技术存 在的主要问题是涂层致密度较低、与基体结合不紧密、抗热震性不好，难以制备厚涂层，制 约了涂层钢板的应用范围，迫切需要一种新的工艺。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种涂层致密度高、与基体结合紧密、抗热 震性好的钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压方法。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：一种钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压 方法，所述方法包括以下工艺过程：取两块大小形状相同的钢板，一块为网纹钢板，另一块 为光面钢板，网纹钢板带网纹面进行除锈、去油处理，喷砂粗化表面，然后在网纹钢板喷砂 面喷涂镍包铝粉末，另一块光面钢板表面涂机油与石墨的混合涂料，将网纹钢板和光面钢 板经处理后的面隔一定距离对放，由网纹钢板、光面钢板、耐火砖和封箱泥制成一个上端开 口的半封闭的反应空间，反应空间下端用耐火砖留一限流孔，并用石棉封死，将含有5% wt 二氧化硅颗粒的铝热焊剂填在该半封闭的反应空间内，点燃后发生自蔓延反应，经重力沉 降，在网纹钢板和光面钢板内表面得到厚氧化铝陶瓷涂层，趁热侧向施加机械压力，使得网 纹钢板和光面钢板表面的陶瓷涂层压实并焊合成一体，保压后撤掉光面钢板，即可得到表 面覆有致密的厚氧化铝陶瓷涂层的复合钢板。
[0005] 本发明的有益效果是：
[0006] 在高温放热反应下，涂覆于钢板表面的反应产物氧化铝呈熔融状态，对其进行反 应热压，提高了与基体的结合强度和涂层的致密度，抗热震性良好，同时在涂层中残留有益 压应力，减轻和避免了涂层裂纹。半密闭空间，起到缓冷和保温作用，冷却后得到高品质毫 米级氧化铝陶瓷涂层。反应过程中熔融状态的涂层颗拉撞击到经粗化处理的网纹钢板基体 表面时，铺展成液态薄膜覆盖在网纹钢板凸凹面上，冷凝收缩时咬住凸点，除冶金结合外， 还形成了机械结合。进一步提高了涂层与基体的结合强度。此发明方法是综合利用了静态 自蔓延和反应热压法及喷涂法来制备厚氧化铝陶瓷涂层，不仅制造方法简单，原料廉价，而 且由于自蔓延反应无需外界热源，一次性生成涂层快速，所以该方法还具有节省能源、环保 高效的特点。适用于在恶劣工况条件下工作的机件，如风机叶片、导流板、耐磨板等。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本发明所采用的反应装置示意图。
[0008] 图2为本发明加压过程示意图。
[0009] 图3为本发明的涂层钢板示意图。
[0010] 图中附图标记：
[0011] 光面钢板1、铝热焊剂2、网纹钢板3、耐火砖4、限流孔5、氧化铝陶瓷涂层6、加压 7。
【具体实施方式】
[0012] 最佳实施例：
[0013] 取一块规格为640mmX960mm的6?8mm厚的网纹钢板及相同规格的光面钢板作 为基体用钢板。用热喷涂预处理方法对其中的网纹钢板带网纹面进行除锈、去油处理，喷砂 粗化表面。然后用氧-乙炔火焰喷枪在网纹钢板喷砂面喷涂镍包铝粉末进行作业作为打底 层。另一块光面钢板涂机油与石墨的混合涂料。如图1所示将网纹钢板和光面钢板经处理 后的面隔一定距离对放，由网纹钢板、光面钢板、耐火砖和封箱泥制成一个上端开口的半封 闭的反应空间，反应空间下端用耐火砖留一限流孔，并用厚3_的石棉封死。将加有5% wt 二氧化硅颗粒的铝热焊剂填在该半封闭的反应空间内，点燃后发生自蔓延反应，根据静态 自蔓延法原理，经重力沉降，在网纹钢板和光面钢板内表面得到氧化铝陶瓷涂层。然后，如 图2所示趁热利用机械加压装置侧向向网纹钢板和光面钢板施加压力，使得网纹钢板和光 面钢板表面的陶瓷涂层压实并焊合成一体，保压分钟后，撤掉光面钢板，由于光面钢板表面 涂有石墨，陶瓷涂层与光面钢板表面易于脱离，即可得到图3所示表面覆有致密的厚氧化 铝陶瓷涂层的复合钢板。
[0014] 此法工艺简单、无需外界热源，可得到毫米级氧化铝陶瓷厚涂层质量高。制备的涂 层钢板适用于耐磨、耐腐蚀、耐高温的环境，如风机叶片、导流板、耐磨板等。
【权利要求】
1. 一种钢板表面制备陶瓷涂层的静态自蔓延反应热压方法，其特征在于所述方法包括 以下工艺过程：取两块大小形状相同的钢板，一块为网纹钢板，另一块为光面钢板，网纹钢 板带网纹面进行除锈、去油处理，喷砂粗化表面，然后在网纹钢板喷砂面喷涂镍包铝粉末， 另一块光面钢板表面涂机油与石墨的混合涂料，将网纹钢板和光面钢板经处理后的面隔一 定距离对放，由网纹钢板、光面钢板、耐火砖和封箱泥制成一个上端开口的半封闭的反应空 间，反应空间下端用耐火砖留一限流孔，并用石棉封死，将含有5% wt二氧化硅颗粒的铝热 焊剂填在该半封闭的反应空间内，点燃后发生自蔓延反应，经重力沉降，在网纹钢板和光面 钢板内表面得到厚氧化铝陶瓷涂层，趁热侧向施加机械压力，使得网纹钢板和光面钢板表 面的陶瓷涂层压实并焊合成一体，保压后撤掉光面钢板，即可得到表面覆有致密的厚氧化 铝陶瓷涂层的复合钢板。
【文档编号】C23C24/10GK104141126SQ201310164545
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月8日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】陈威, 陈大智, 高一翔, 朱丹, 苏宏艺 申请人:陈威