專利名稱：煉鐵風(fēng)口煉鋼結(jié)晶器等防高溫?zé)g耐磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是將兩種合金鍍在煉鐵高爐風(fēng)口、煉鋼結(jié)晶器和吹氧噴頭的工作表面上，以提高防高溫?zé)g耐磨損能力，延長使用壽命的新方法。屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
冶金機械中的煉鐵高爐風(fēng)口、煉鋼結(jié)晶器(板坯結(jié)晶器和管式結(jié)晶器)和吹氧噴頭為了導(dǎo)熱的需要，均用銅或銅合金制成。在高溫和強腐蝕氛圍中使用。因用途不同而分別受到煤粉、保護渣、鋼液和坯殼等磨損，其使用壽命都很有限。為此，各國除了改進其結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料之外，都把精力集中在表面處理技術(shù)上，競相研究新的鍍(涂)層。煉鐵高爐風(fēng)口的表面處理，我國做過電鍍、熱噴涂和共滲等試驗。終因性能不佳或厚度不夠而失敗。至今我國的高爐風(fēng)口和吹氧噴頭仍然是裸銅體。煉鋼結(jié)晶器的表面處理，最早在歐美是鍍硬鉻。國際上已經(jīng)普遍采用。后來日本等國對板坯結(jié)晶器研制出鍍厚Ni(3.0mm)/Cr(0.05mm)技術(shù)。我國寶鋼等已引進。此后不久，日本又研制成功板坯結(jié)晶器鍍Ni-Fe合金技術(shù)，我國鞍鋼等也已引進。最近，日本野村鍍金又開始向我國推銷昂貴的板坯結(jié)晶器鍍CO-Ni合金技術(shù)和產(chǎn)品。世界上工業(yè)發(fā)達國家都在尋求新的防護層。
本發(fā)明的目的就是用兩種新的合金鍍層提高風(fēng)口、結(jié)晶器和噴頭的防高溫?zé)g耐磨損能力以延長使用壽命。本人從七十年代開始防高溫?zé)g耐磨損鍍層的研究。1986年因發(fā)明“刷鍍Ni-Fe-W合金(專利申請?zhí)?5107000)和Ni-Fe-Co合金”在日內(nèi)瓦和布魯塞爾兩次獲國際發(fā)明獎。這兩種鍍層主要用在兵器和其它機械上。從1989年開始對高爐風(fēng)口做刷鍍Ni-Fe-W合金試驗。十多年來，對冶金機械的防高溫?zé)g耐磨鍍層的研究一直在努力進行。
本發(fā)明的內(nèi)容如下一、兩種合金鍍層的成分1、Ni-Fe-Co-W合金鍍層的成分Ni55-95％，F(xiàn)e1-8％，Co1-25％，W1-20％；2、Ni-Co-W合金鍍層的成分Ni55-95％，Co1-25％，W1-20％。
二、兩種合金的施鍍方法及工藝條件1、施鍍方法除了普通電鍍即槽鍍方法之外，還有刷鍍、旋轉(zhuǎn)電鍍、高速液流電鍍和超聲波電鍍等快速電鍍方法均可施鍍。
2、工藝條件溫度20-60℃陰極電流密度1-20A/dm2陰極與溶液運動狀態(tài) 彼此作相對運動(溶液定向流動或陰極旋轉(zhuǎn)或陰極移動)陽極材料 Ni合金板或Ni板(與溶液配合使用)三、兩種合金鍍層的性能特點1、鍍層厚度大，與基體結(jié)合強度高目前已鍍出的最大實用厚度為4.5mm，且通過車削、磨削至基體試驗；沖斷、鋸斷試驗；依次經(jīng)在250℃、400℃、600℃、800℃，每次保溫4小時后冷卻至常溫的反復(fù)冷熱試驗，均無起皮脫層現(xiàn)象；2、鍍層硬度高，高溫下穩(wěn)定性強常溫下的硬度均在HRc46-50。經(jīng)400℃保溫4小時冷卻后，再升溫至600℃保溫4小時冷卻后，硬度均在HRc26-28；3、鍍層耐腐蝕和耐高溫腐蝕性極強常溫下將鍍層分別置于濃HCI、50％H2SO4和50％HNO3中浸泡1小時未見腐蝕痕跡，表面光澤也不受損失。將從基體上取下的鍍層薄片與相同面積相同厚度的1Cr18Ni9Ti不銹鋼薄片同時浸入500克/升H2SO4+50克/升HF溶液中，在150℃溫度下浸煮3小時，然后測定其重量損失。其結(jié)果不銹鋼片所損失的重量是鍍層薄片的106倍。高溫腐蝕實驗是將鍍有1mm厚鍍層的紫銅棒、鋼棒和未鍍鋼棒同時插入煉鐵爐前鐵水包(1450℃)中，30分鐘取出紫銅棒鍍件，發(fā)現(xiàn)插入鐵水部分的紫銅完全熔失，僅留下外殼(鍍層)完好無損；1小時后取出鋼棒鍍件和未鍍鋼棒，發(fā)現(xiàn)鍍件完好無損，而未鍍鋼棒熔蝕十分嚴重。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是兩種合金鍍層厚度大、硬度高、高溫穩(wěn)定性強、耐腐蝕和耐高溫腐蝕性極強。此外，本發(fā)明還有以下優(yōu)點1、在施鍍工藝程序上可將刷鍍的前處理工序與槽鍍工序結(jié)合使用。即減少施鍍設(shè)備，節(jié)省工房面積，又減少溶液消耗，降低成本；2、兩種合金鍍液的化學(xué)穩(wěn)定性強，適用多種方法電鍍，且無毒害。生產(chǎn)中無廢水、廢液排放，環(huán)保性能很好。
本發(fā)明用途廣泛。除冶金機械的風(fēng)口、結(jié)晶器和噴頭之外，在任何機械的制造與修復(fù)中均可作防高溫?zé)g、耐腐蝕、耐磨損鍍層。
權(quán)利要求
1.煉鐵高爐風(fēng)口、煉鋼結(jié)晶器和吹氧噴頭防高溫?zé)g耐磨損的方法，其特征是在風(fēng)口、結(jié)晶器和噴頭的工作表面鍍上一層0.20-3.00mm厚的Ni-Fe-Co-W合金或Ni-Co-W合金。
2.根據(jù)權(quán)利(1)所述的兩種合金鍍層，其特征在于Ni-Fe-Co-W合金的成分為Ni55-95％，F(xiàn)e1-8％，Co1-25％，W1-20％。Ni-Co-W合金的成分為Ni55-95％，Co1-25％，W1-20％。
3.根據(jù)權(quán)利(1)或(2)所述合金的鍍法，其特征在于用槽鍍、刷鍍、旋轉(zhuǎn)電鍍和高速液流電鍍等方法施鍍。其工藝條件如下溫度 20-60℃陰極電流密度 1-20A/dm2陰極與溶液運動狀態(tài) 彼此作相對運動，如溶液定向流動、陰極旋轉(zhuǎn)或陰極移動等。陽極材料 Ni合金極或Ni板(與溶液配合使用)。
全文摘要
煉鐵風(fēng)口和煉鋼結(jié)晶器等防高溫?zé)g耐磨損的方法是在其工作表面鍍上Ni－Fe－Co－W合金或Ni－Co－W合金。屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的施鍍方法有槽鍍和刷鍍等。所鍍Ni－Fe－Co－W合金含Ni55－95%,Fe1－8%,Co1－25%,W1－20%;Ni－Co－W合金含Ni55－95%,Co1－25%,W1－20%。其主要優(yōu)點是厚度大,硬度高,耐蝕性和耐高溫性強。本發(fā)明可用于各種機械的制造與修復(fù)。對冶金設(shè)備更有實用價值。
文檔編號C23C30/00GK1353214SQ00126678
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月15日
發(fā)明者余忠 申請人:余忠