本发明涉及表面技术领域，尤其涉及一种沉没辊表面涂层的封孔剂、制备方法及使用方法，特别是冶金行业沉没辊表面涂层的封孔。
背景技术：
沉没辊是在连续热镀锌生产线上熔融锌基合金槽中工作的辊，是热镀锌机组的重要部件，从退火炉出来的带钢经过沉没辊实现热镀锌工艺，沉没辊的质量与运行状态直接影响镀锌钢板的表面质量，其使用寿命决定了机组的生产效率和运行成本。在钢带热镀锌生产过程中，沉没辊浸没在锌液中，完全依靠钢带与辊子表面的摩擦力来驱动，辊面稍有偏差或产生相对运动，钢带即被划伤；同时，沉没辊还要受到450-500℃的熔融锌液腐蚀，辊面和轴套的磨损和腐蚀非常严重，需要经常更换和整修。沉没辊的频繁更换和维修不仅降低了作业效率，而且劳动强度高，给生产和操作带来诸多不便。为获得良好的钢带表面质量，延长沉没辊的使用寿命，提高作业率，通常在沉没辊表面采用热喷涂工艺制备防护涂层，将液态锌与钢辊隔离并起到耐磨的作用，从而起到保护钢辊，提高沉没辊的使用寿命的目的。
现有沉没辊表面涂层主要采用热喷涂技术制备，由于涂层工艺特点，涂层内或多或少地存在孔隙，锌液透过涂层内的孔隙产生浸润现象，进入基体对基体产生侵蚀，造成辊面粘附锌渣，最终引起涂层失效，影响沉没辊的使用寿命，因此必须对沉没辊表面涂层中的孔隙进行封闭处理，以阻止熔融的锌液通过孔隙渗入基体，对辊子表面造成侵蚀。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种沉没辊表面涂层的封孔剂、制备方法及使用方法，用以解决现有涂层易与锌液产生浸润现象而影响沉没辊的使用寿命的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种沉没辊表面涂层的封孔剂，包括结晶铬酐溶液，六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液。
本发明有益效果如下：本发明通过将结晶铬酐溶液、六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液制备沉没辊表面涂层的封孔剂，有效提高了涂层的抗液锌腐蚀性能，进而提高了沉没辊的使用寿命。
在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：
进一步的，所述结晶铬酐溶液为72g～88g的结晶铬酐溶入47ml～57ml的蒸馏水中。
采用上述进一步方案的有益效果是：本申请选择上述体积的结晶铬酐与蒸馏水，确保结晶铬酐溶于水中，形成饱和溶液，同时保证铬酐与下一步的添加物更加均匀的混合。
进一步的，所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液为74ml～90ml的六方氮化硼悬浊液和14ml～18ml的磷酸二氢铝混和并溶入18ml～30ml的蒸馏水中。
采用上述进一步方案的有益效果是：六方氮化硼悬浊液在长期放置过程中会发生沉降，磷酸二氢铝具有比较高的粘度，为防止放置过程中六方氮化硼悬浊液产生沉降现象,将六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝溶液混合并用蒸馏水稀释到理想的浓度，减少了沉降过程的发生，可以较长时间的保存。
优选地，所述结晶铬酐溶液为75g～85g的结晶铬酐溶入49ml～55ml的蒸馏水中；所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液为76ml～88ml的六方氮化硼悬浊液和15ml～17ml的磷酸二氢铝溶入20ml～26ml的蒸馏水中。
采用上述进一步方案的有益效果为：结晶铬酐溶液加入到磷酸二氢铝溶液中起到固化剂的作用。由于六方氮化硼已经与磷酸二氢铝溶液充分混合，因此在封孔剂固化过程中六方氮化硼弥散分布在磷酸二氢铝和铬酐形成的网状结构中，最终形成的涂层成分均匀。
一种沉没辊表面涂层封孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.按照比例配制结晶铬酐溶液，六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液；
步骤2.将所述结晶铬酐溶液和所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液进行混合，搅拌，得到封孔剂。
本发明中封孔剂的制备方法简单，六方氮化硼在封孔剂中起到填料的作用，磷酸二氢铝与铬酐混合形成粘结剂，如果将三种材料同时混合，结晶铬酐会与磷酸二氢铝产生大量的气泡。利用本发明，由于结晶铬酐溶解为水溶液，加上磷酸二氢铝与六方氮化硼提前混合，避免了结晶铬酐与磷酸二氢铝产生的气泡，因此可以通过简单的混合获得封孔剂，同时避免添加消泡剂。
进一步的，所述步骤2中，所述结晶铬酐溶液和所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液在室温下搅拌，转速为转速为100rpm～300rpm，搅拌时间为5min～15min。
一种沉没辊表面涂层封孔剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1.向所述封孔剂中加入蒸馏水调节封孔剂的粘度；
步骤2.将调节好的封孔剂涂覆在沉没辊涂层表面；
步骤3.将涂覆后的沉没辊放置在400℃～500℃普通热处理炉中保温45min～90min烘干，得到带有封孔剂的沉没辊涂层。
本发明所述的封孔剂包含有磷酸二氢铝，六方氮化硼和铬酐，其中铬酐和磷酸二氢铝可以形成水溶液，可以通过毛细管现象很好的渗入到孔隙中，高温烘干后，磷酸二氢铝可以转化为耐高温磷酸铝盐，有高温粘结的作用，铬酐高温后可以转化为三氧化二铬，有耐腐蚀的作用；氮化硼起到自润滑和耐熔融金属液体腐蚀的作用。
进一步的，所述步骤1中，调节好的所述封孔剂的粘度为涂4号杯粘度10s～14s。
进一步的，所述步骤2中，所述涂覆为刷涂或喷涂。
进一步的，所述步骤3中，将涂覆后的所述沉没辊放置在425℃～476℃的热处理炉中保温50min～80min烘干。
本发明的有益效果为：
(1)本发明一种沉没辊表面涂层的封孔剂，能够使沉没辊表面热喷涂涂层孔隙封闭，提高了涂层的抗液锌腐蚀性能，进而提高了沉没辊的使用寿命；
(2)本发明封孔剂能使沉没辊辊面喷涂层与锌液产生不浸润现象，即进入到锌锅中的沉没辊装置不易附着锌液，这样在沉没辊辊面没有锌渣粘附的着陆点，有效地防止了辊面粘附锌渣；同时，防止高温锌液通过喷涂层孔隙对辊面腐蚀产生锌渣。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
下面来具体描述本发明的优选实施例。
本发明的一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层的封孔剂，包括结晶铬酐溶液，六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液；本发明通过将结晶铬酐溶液、六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液制备沉没辊表面涂层的封孔剂，有效提高了涂层的抗液锌腐蚀性能，进而提高了沉没辊的使用寿命。
示例性地，所述结晶铬酐溶液为72g～88g的结晶铬酐溶入47ml～57ml的蒸馏水中；本申请选择上述体积的结晶铬酐与蒸馏水，确保结晶铬酐溶于水中，形成饱和溶液，同时保证铬酐与下一步的添加物更加均匀的混合。
示例性地，所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液为74ml～90ml的六方氮化硼悬浊液和14ml～18ml的磷酸二氢铝混和并溶入18ml～30ml的蒸馏水中；六方氮化硼悬浊液在长期放置过程中会发生沉降，磷酸二氢铝具有比较高的粘度，为防止放置过程中六方氮化硼悬浊液产生沉降现象,将六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝溶液混合并用蒸馏水稀释到理想的浓度，减少了沉降过程的发生，可以较长时间的保存。
示例性地，所述结晶铬酐溶液为75g～85g的结晶铬酐溶入49ml～55ml的蒸馏水中；所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液为76ml～88ml的六方氮化硼悬浊液和15ml～17ml的磷酸二氢铝溶入20ml～26ml的蒸馏水中；结晶铬酐溶液加入到磷酸二氢铝溶液中起到固化剂的作用。由于六方氮化硼已经与磷酸二氢铝溶液充分混合，因此在封孔剂固化过程中六方氮化硼弥散分布在磷酸二氢铝和铬酐形成的网状结构中，最终形成的涂层成分均匀。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层封孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.按照比例配制结晶铬酐溶液，六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液；
步骤2.将所述结晶铬酐溶液和所述六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液进行混合，在室温下搅拌，转速为转速为100rpm～300rpm，搅拌时间为5min～15min，得到封孔剂。
本发明中封孔剂的制备方法简单，六方氮化硼在封孔剂中起到填料的作用，磷酸二氢铝与铬酐混合形成粘结剂，如果将三种材料同时混合，结晶铬酐会与磷酸二氢铝产生大量的气泡。利用本发明，由于结晶铬酐溶解为水溶液，加上磷酸二氢铝与六方氮化硼提前混合，避免了结晶铬酐与磷酸二氢铝产生的气泡，因此可以通过简单的混合获得封孔剂，同时避免添加消泡剂。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层封孔剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1.向所述封孔剂中加入蒸馏水调节封孔剂的粘度；调节好的所述封孔剂的粘度为涂4号杯粘度10s～14s；
步骤2.将调节好的封孔剂涂覆在沉没辊涂层表面；
步骤3.将涂覆后的沉没辊放置在400℃～500℃普通热处理炉中保温45min～90min烘干，得到带有封孔剂的沉没辊涂层。
本发明所述的封孔剂包含有磷酸二氢铝，六方氮化硼和铬酐，其中铬酐和磷酸二氢铝可以形成水溶液，可以通过毛细管现象很好的渗入到孔隙中，高温烘干后，磷酸二氢铝可以转化为耐高温磷酸铝盐，有高温粘结的作用，铬酐高温后可以转化为三氧化二铬，有耐腐蚀的作用；氮化硼起到自润滑和耐熔融金属液体腐蚀的作用。
示例性地，所述步骤2中，所述涂覆为刷涂或喷涂。
示例性地，所述步骤3中，将涂覆后的所述沉没辊放置在425℃～476℃的热处理炉中保温50min～80min烘干。
本发明的一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层的封孔剂，封孔剂的各组分及添加数量如表1所示，其中封孔剂由2种试剂组成，分别为试剂1和试剂2，试剂1是指结晶铬酐溶液，试剂2为六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液。
表1封孔剂的化学组分
其中，试剂1的结晶铬酐溶液是将结晶铬酐溶于蒸馏水中制备得到，而试剂2的六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝的混合溶液是将六方氮化硼悬浊液与磷酸二氢铝混合并溶于蒸馏水中制备得到；值得注意的，结晶铬酐纯度≥99.0％，六方氮化硼悬浊液和磷酸二氢铝均为分析纯。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层封孔剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.将结晶铬酐和蒸馏水按照表1中所示的配方分别进行配置并混合均匀得到试剂1，将六方氮化硼悬浊液、磷酸二氢铝混合并溶于蒸馏水中，各成分的具体体积按照表1中所示，混合均匀得到试剂2；
步骤2.将试剂1和试剂2混合并在室温下搅拌均匀，其中转速为200rpm，搅拌时间为10min，最终得到封孔剂。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种沉没辊表面涂层的封孔剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1.将试剂1与试剂2混合并搅拌均匀，得到封孔剂；
步骤2.采用刷涂或喷涂的方式将封孔剂涂覆于沉没辊的涂层表面，在450℃炉中保温1小时烘干，得到带有封孔剂的沉没辊涂层。
值得注意的，本发明将上述制备得到的带有封孔剂的沉没辊进行耐锌液腐蚀性能的测试，具体如下：
测试方法：未涂刷封孔剂的沉没辊表面涂层试样和分别涂刷上述三种实施例封孔剂的沉没辊表面涂层试样同时浸入(500±10)℃的熔融锌液中，在保证锌锅温度恒定的条件下进行试验，直至涂层开裂或剥落失效，试验结束。
本发明测试了沉没辊表面涂层涂刷上述三种实施例封孔剂前、后在熔融锌液中的工作寿命，具体结果如表2所示：
表2涂层耐锌液腐蚀寿命
由表2能够明显看出，本发明中封孔剂能够提高沉没辊的耐熔融锌液腐蚀寿命。
综上所述，本发明提供了一种沉没辊表面涂层的封孔剂、制备方法及使用方法，通过使用结晶铬酐溶液与六方氮化硼悬浊液和磷酸二氢铝混合溶液制备封孔剂用于沉没辊表面热喷涂涂层孔隙的封闭，提高了涂层的抗液锌腐蚀性能，有效提高了沉没辊的使用寿命。
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揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。