权利要求
1.一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，包括：
清洁轧辊后喷砂粗化处理并清洁，然后将轧辊预热至80-90℃;
采用等离子喷涂将含铬合金粉末喷涂在旋转的轧辊表面形成过渡层，并回火;
制备包括70~80wt%陶瓷相粉末、20~30wt%抗粘附粉末和3~5wt%减摩粉末的复合粉末;
采用等离子喷涂在过渡层表面进行轴向梯度喷涂所述复合粉末，得到中部区域较两端区域较厚的功能层;
惰性气体保护下，对轧辊进行梯度热处理，冷却后对功能层进行磨削和抛光，得到产品。
2.如权利要求1所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述含铬合金粉末为NiCr、CoCrAlY或FeCrNi中的一种和ZrO2，其中ZrO2为部分稳定化氧化锆，占含铬合金粉末的5-8wt%。
3.如权利要求2所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述陶瓷相粉末为Al2O3-ZrO2复合粉体，其中ZrO2为部分稳定化氧化锆。
4.如权利要求1所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述抗粘附粉末为含Cr量>15wt%的316L不锈钢粉或17-4PH粉末中的一种，粒径为20-35μm。
5.如权利要求1所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述减摩粉末为粒径2~5μm的MoS2。
6.如权利要求1所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述中部区域占轧辊辊身的70-80%，两端区域占轧辊辊身的15-20%，其余区域为连接中部区域和两端区域的过渡区域，所述功能层在过渡区域的厚度渐变。
7.如权利要求6所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述梯度热处理的方法为：经200~250℃保温1~2h，升温至350~400℃保温1-2h，然后500~550℃梯度控温保温1~2h。
8.如权利要求7所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述梯度控温的方法为：中部区域较两端区域温度高10-20℃，过渡区域温度渐变。
9.如权利要求6所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述过渡层厚度为30-50μm，所述两端区域的功能层厚度为80~100μm，中间区域的功能层厚度为120~140μm，过渡区域的功能层厚度渐变。
10.如权利要求1所述的轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，其特征在于，所述回火的方法为：在惰性气氛中经300~350℃回火处理1-2h。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及
铜加工的技术领域，特别是涉及一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法。
背景技术
[0002]铜及
铜合金具有优异的延展性和流动性，在冷轧过程中，轧件与轧辊表面在高轧制力和摩擦温升作用下，铜原子易向轧辊表面迁移并形成牢固粘附，即粘辊现象;粘辊会导致铜材表面产生划伤、压坑、粘铜瘤等缺陷，严重时需停机清理轧辊，不仅降低产品合格率，还会因频繁停机导致生产效率下降，增加加工成本。
[0003]现有技术中，利用等离子喷涂制备的轧辊涂层存在下述问题：部分采用等离子喷涂的涂层，由于所选用的喷涂材料与铜的亲和性较强，使得轧辊表面与铜材之间的粘附力较大，在轧制过程中铜材容易粘在轧辊表面，同时，涂层中缺乏有效的抗粘附成分，进一步加剧了粘辊问题。另外，部分通过等离子喷涂制备的涂层，在与轧辊基体的结合方面存在不足，导致涂层与基体的结合强度较低，在轧制时的交变应力作用下，涂层容易发生开裂、剥落，严重影响轧辊的使用寿命。
[0004]公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，通过合理的材料选择、梯度喷涂工艺以及适当的热处理，有效提升涂层的抗铜粘附性能、结合强度和使用寿命，以满足铜加工用轧辊的使用要求。
[0006]本发明的提供一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，包括：
[0007]S1清洁轧辊后喷砂粗化处理并清洁，然后将轧辊预热至80-90℃;更具体地，本步骤中的轧辊为不含任何涂层的光辊，喷砂粗化形成机械锚固结构增强界面结合力，预热至80-90℃可提升沉积活性，为后续喷涂提供洁净且高能表面。
[0008]S2采用等离子喷涂将含铬合金粉末喷涂在旋转的轧辊表面形成过渡层，并回火;更具体地，通过等离子喷涂使含铬合金均匀沉积，形成的α-Cr固溶体可调控热膨胀系数，填补轧辊基体与功能层的热失配;回火处理消除喷涂残余应力，同时生成纳米Cr2O3密封膜，协同抑制界面氧化，大幅提升结合强度;
[0009]更具体地，等离子喷涂的参数为：喷涂功率30-40kW，等离子气为Ar+H2，Ar流量30-50L/min，H2流量3-8L/min，喷涂距离100-130mm，轧辊旋转速度4-8r/min，轴向移动速度80-120mm/min。
[0010]S3制备包括70～80wt%陶瓷相粉末、20～30wt%抗粘附粉末和3～5wt%减摩粉末的复合粉末;更具体地，复合粉末的制备方法如下：
[0011]按比例称取上述物质，在行星球磨机中以200～300r/min转速、无水乙醇为介质球磨2～4h，混合均匀后烘干过筛;
[0012]S4采用等离子喷涂在过渡层表面进行轴向梯度喷涂复合粉末，得到中部区域较两端区域较厚的功能层;更具体地，中部作为主要轧制区，承受的轧制力和磨损更剧烈，较厚的涂层可通过增加材料厚度提升整体抗弯强度，同时配合后续梯度热处理中较高的温度，在中部区域生成预压应力以补偿工作时的应力，增强抗变形能力;两端区域轧制应力较小，较薄的涂层可避免材料冗余导致的应力集中，降低开裂风险;
[0013]喷涂过程中复合粉末可在熔融或半熔融状态下均匀结合，确保陶瓷相刚性骨架、抗粘附粉末与减摩粉末的协同分布，既保留陶瓷相的高硬度和抗粘附粉末的Cr2O3钝化膜的形成潜力，又能让MoS2均匀填充微观孔隙;
[0014]更具体地，等离子喷涂的参数为：喷涂功率40-50kW，等离子气为Ar+H2，Ar流量30-50L/min，H2流量5-12L/min，喷涂距离100-150mm，轧辊旋转速度4-10r/min。
[0015]S5惰性气体保护下，对轧辊进行梯度热处理，冷却后对功能层进行磨削和抛光，得到产品;更具体地，本步骤中，惰性气体可大幅降低环境中氧气浓度，防止复合粉末中的MoS2因过量氧高温氧化为MoO3，同时避免抗粘附粉末中的Cr、Fe等元素过度氧化形成疏松氧化层，破坏Cr2O3钝化膜的致密性，低氧环境中保留的微量氧，能满足抗粘附粉末在梯度热处理时形成Cr2O3钝化膜的需求，Cr与微量氧反应生成的Cr2O3膜致密且稳定，可阻断铜原子扩散粘附;
[0016]通过梯度热处理驱动过渡层的铬向功能层扩散形成冶金互锁;
[0017]更具体地，抛光至表面粗糙度Ra至多为0.1μm。
[0018]作为本发明的一种优选方案，含铬合金粉末为NiCr、CoCrAlY或FeCrNi中的一种和ZrO2，其中ZrO2为部分稳定化氧化锆，占含铬合金粉末的5-8wt%;
[0019]更具体地，NiCr、CoCrAlY、FeCrNi均为高铬合金，能稳定形成α-Cr固溶体，调控热膨胀系数以填补轧辊钢基体与功能层的热失配;NiCr、CoCrAlY或FeCrNi的粒径均为20-45μm，适配等离子喷涂工艺，使粉末在喷涂时充分熔融并均匀沉积，形成厚度均匀的过渡层;
[0020]过渡层添加的ZrO2与功能层的Al2O3-ZrO2陶瓷相中ZrO2均为部分稳定化氧化锆，过渡层添加的ZrO2粒径为1-3μm，可以均匀填充到NiCr、CoCrAlY或FeCrNi中，提高分散性，并且为后续铬扩散提供更多通道。
[0021]作为本发明的一种优选方案，陶瓷相粉末为Al2O3-ZrO2复合粉体，其中ZrO2为部分稳定化氧化锆，ZrO2占陶瓷相粉末的25-35wt%;
[0022]更具体地，Al2O3凭借高硬度为功能层提供基础耐磨性，抵抗铜材轧制时的刮擦磨损，部分稳定化ZrO2通过可控的相变增韧效应吸收应力，弥补陶瓷材料脆性缺陷，抑制裂纹扩展，避免热震开裂;
[0023]更具体地，Al2O3的粒径为10-20μm，Al2O3和ZrO2复合形成的骨架既能支撑抗粘附粉末和减摩粉末，防止高压下的颗粒脱落或压溃，又能与抗粘附粉末生成的Cr2O3钝化膜、MoS2的减摩作用协同，在保证抗磨损能力的同时，缓冲轧制应力并降低摩擦热影响，从而强化功能层的综合性能，与过渡层形成的冶金互锁结构配合，提升涂层整体稳定性。
[0024]更具体地，Al2O3-ZrO2陶瓷相中ZrO2粒径为20-40μm，ZrO2成分从过渡层到功能层形成连续梯度，避免界面成分突变导致的应力集中。
[0025]作为本发明的一种优选方案，抗粘附粉末为含Cr量>15wt%的316L不锈钢粉或17-4PH粉末中的一种，粒径为20-35μm;
[0026]更具体地，316L不锈钢粉和17-4PH粉末的高铬含量，为梯度热处理时生成Cr2O3钝化膜提供充足Cr源，Cr2O3钝化膜化学稳定性高，与铜亲和性弱，可有效阻断铜原子扩散粘附。
[0027]作为本发明的一种优选方案，减摩粉末为粒径2～5μm的MoS2;
[0028]更具体地，2～5μm的超细粒径能高效填充陶瓷相骨架堆积形成的微观孔隙，通过机械锚固作用稳定留存于功能层内部，避免在高压轧制下被挤出;MoS2的层状晶体结构可通过剪切滑移显著降低摩擦系数，减少轧辊与铜材间的摩擦热，从而抑制高温导致的Cr2O3钝化膜破裂及陶瓷相热震开裂;同时，MoS2的软质特性与抗粘附粉末的金属相塑性形成互补，在抗粘附粉末支撑下不易被高压压溃，持续发挥减摩作用。
[0029]作为本发明的一种优选方案，中部区域占轧辊辊身的70-80%，两端区域占轧辊辊身的15-20%，其余区域为连接中部区域和两端区域的过渡区域，功能层在过渡区域的厚度渐变;
[0030]更具体地，中部作为主要轧制区，承受的轧制力和摩擦磨损最剧烈，占比更大的中部区域设置较厚涂层，可通过增加材料厚度提升抗弯强度，并配合后续梯度热处理生成预压应力以补偿工作应力;两端区域轧制负荷较小，占比适中的较薄涂层能避免材料冗余导致的应力集中，降低边缘开裂风险;过渡区域的厚度渐变，使涂层性能和残余应力形成连续过渡，消除因区域划分导致的界面突变，避免应力集中点的产生。
[0031]作为本发明的一种优选方案，梯度热处理的方法为：经200～250℃保温1～2h，升温至350～400℃保温1-2h，然后500～550℃梯度控温保温1～2h。
[0032]更具体地，200～250℃缓慢释放喷涂产生的残余应力，避免涂层因应力集中开裂;350～400℃促进过渡层与功能层界面处的元素初步扩散，500～550℃下，既能驱动过渡层铬向功能层扩散形成连续浓度梯度以实现冶金互锁，又能促使抗粘附粉末生成致密Cr2O3钝化膜，同时配合梯度控温使中部区域充分发生相变与扩散。
[0033]作为本发明的一种优选方案，梯度控温的方法为：中部区域较两端区域温度高10-20℃，过渡区域温度渐变;
[0034]更具体地，中部区域功能层较厚且是主要轧制区，更高的温度能促进该区域铬元素的扩散更充分，形成更连续的铬浓度梯度以强化冶金互锁，同时生成更多预压应力来补偿工作时的主要应力;两端区域功能层较薄，较低的温度可避免过度扩散导致的材料脆化，减少边缘应力集中;过渡区域的温度渐变则与功能层厚度渐变相呼应，实现铬扩散程度和应力分布的连续过渡，避免因温度突变产生新的应力集中点，从而使梯度热处理与功能层的梯度结构形成协同，提升功能层的结构稳定性。
[0035]作为本发明的一种优选方案，过渡层厚度为30-50μm，两端区域的功能层厚度为80～100μm，中间区域的功能层厚度为120～140μm，过渡区域的功能层厚度渐变;
[0036]更具体地，过渡层厚度控制在30-50μm，既能为含铬合金粉末形成的α-Cr固溶体提供充足空间，调节与轧辊钢基体、陶瓷功能层的热膨胀系数差值，又能通过回火处理在层内及表面生成完整的Cr2O3密封膜，有效抑制界面氧化;
[0037]两端区域的功能层厚度为80～100μm，下限80μm可满足基本抗磨损需求，确保两端区域具备一定的结构强度以抵抗边缘摩擦;上限100μm则通过适度减薄避免材料冗余，减少因两端与中间区域厚度差异过大导致的应力突变;
[0038]中间区域的功能层厚度为120～140μm，下限120μm通过增加材料厚度提升整体抗弯强度，为抵抗轧制时的剧烈压力和磨损提供充足的结构支撑;上限140μm则在厚度增加的基础上，配合高温梯度热处理促进更多Cr2O3钝化膜生成，强化表面抗粘附性能。
[0039]作为本发明的一种优选方案，回火的方法为：在惰性气氛中经300～350℃回火处理1-2h。
[0040]更具体地，惰性气氛可避免过渡层在回火过程中被过度氧化污染，使铬元素定向参与Cr2O3膜的生成;300～350℃的温度区间既能激活含铬合金中铬元素的扩散，促进纳米级Cr2O3颗粒在层内及表面均匀析出，形成致密密封膜以阻断腐蚀介质渗透，又能避免温度过高导致过渡层晶粒粗大或与基体的结合力下降。
[0041]与现有技术相比本发明的有益效果为：过渡层作为轧辊钢基体与陶瓷功能层的连接层，铬元素形成的α-Cr固溶体和ZrO2调控热膨胀系数，填补轧辊钢基体与陶瓷功能层的热失配差值，结合喷砂锚固与回火生成的纳米Cr2O3密封膜协同抑制界面氧化，使结合强度大大提升;并且过渡层中添加的ZrO2形成的微细晶界网络为铬元素提供快速迁移通道，驱动铬向功能层定向扩散以促进连续Cr2O3钝化膜生成，阻断铜原子渗透路径，并借助与功能层ZrO2的跨尺度晶格衔接及相变体积膨胀效应，在界面区形成预压应力场，同步提升结合强度与抗剥落能力;
[0042]功能层中陶瓷相粉末构成刚性骨架，通过高硬度和ZrO2相变增韧效应抵抗铜材磨损，其微观孔隙内填充MoS2润滑剂并机械锚固高铬不锈钢抗粘附粉末，抗粘附粉末在轧制热激活下形成低表面能Cr2O3钝化膜阻断铜原子扩散粘附，同时以金属相塑性变形缓冲应力，并支撑软质MoS2颗粒防止高压压溃，MoS2通过层状结构剪切滑移将摩擦系数大大降低，显著抑制摩擦热导致的Cr2O3膜破裂及陶瓷相热震开裂;
[0043]由于过渡层与功能层之间铬存在浓度差，梯度热处理驱动过渡层铬向功能层定向扩散，形成连续铬浓度梯度，实现层间冶金互锁，同时过渡层Cr2O3膜与功能层不锈钢原位生成的Cr2O3无缝衔接成惰性屏障，彻底阻断铜原子跨层渗透;
[0044]依据轧辊应力分布特性，中部加厚涂层提升抗弯强度同时匹配高温处理生成预压应力，补偿工作应力;边缘减薄设计避免应力集中，同步阶梯降温防止脆化;渐变过渡区实现残余应力连续分布，使涂层整体抗剥落性能跃升。
附图说明
[0045]图1是本发明的一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法的流程示意图。
具体实施方式
[0046]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0047]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0048]具体实施方式中物质来源如下表：
[0049]表1：物质来源
[0050]
[0051]
[0052]实施例以及对比例中所用到的轧辊均为直径300mm、长度1200mm的轧钢，材质为GCr15轴承钢，表面无任何涂层。
[0053]实施例以及对比例均进行下述测试：
[0054](a)铜粘附量：模拟实际轧制工况，连续轧制50km铜带后，运用电感耦合等离子体质谱仪测定轧辊功能层表面的铜粘附量，具体方法为：对轧辊表面进行预处理，确保测试区域清洁无干扰物，选取具有代表性的多个测试点，用专用工具刮取或溶解功能层表面的粘附物，将收集的样品经特定化学处理后，导入电感耦合等离子体质谱仪进行分析。
[0055](b)功能层结合强度检测：参照ASTMC633-13《热喷涂涂层附着力或结合强度的标准试验方法》，采用拉伸剥离法测试，具体方法为：用高强度结构胶将试样的功能层表面与拉伸夹具的拉杆粘结，固化24h，将试样固定在万能试验机上，以5mm/min的拉伸速度施加轴向拉力，直至功能层发生剥离，记录最大拉力值;结合强度=最大拉力/涂层粘结面积(单位：MPa)。
[0056](c)轧辊中部硬度测试：按照GB/T4340.1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》，使用显微硬度计(载荷100g，保压15s)在功能层中部区域各测试5个点，取平均值(单位：HV)。
[0057]实施例1
[0058]一种轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
[0059]S1轧辊预处理：
[0060]采用无水乙醇对轧辊表面进行超声清洗30min，去除油污及杂质，晾干后得到光辊;
[0061]使用80目棕刚玉砂，在0.5MPa压力下对轧辊表面进行喷砂处理并清洁，形成粗糙度为5-8μm的表面结构;
[0062]将喷砂后的轧辊置于加热炉中，以5℃/min速率升温至85℃，保温30min;
[0063]S2制备过渡层：
[0064]采用大气等离子喷涂设备，喷涂功率35kW，等离子气为Ar+H2，Ar流量40L/min，H2流量5L/min，喷涂距离120mm，轧辊旋转速度5r/min，轴向移动速度100mm/min。
[0065]过渡层选用NiCr合金粉末与ZrO2的复合粉末，其中ZrO2为8wt%Y2O3部分稳定化氧化锆，占复合粉末总质量的6wt%，其余94wt%NiCr合金粉末，其中Cr含量25wt%，Ni含量75wt%，NiCr合金粉末粒径30μm，ZrO2粒径为2μm。
[0066]通过上述等离子喷涂参数在轧辊表面均匀沉积，形成厚度40μm的过渡层;
[0067]将沉积过渡层的轧辊置于氩气保护炉中，以10℃/min速率升温至320℃，保温1.5h，随炉冷却至室温。
[0068]S3制备复合粉末：
[0069]原料配比：75wt%陶瓷相粉末、22wt%抗粘附粉末、3wt%减摩粉末;
[0070]陶瓷相粉末：Al2O3-ZrO2复合粉体(Al2O3占70wt%，ZrO2占30wt%，ZrO2为8wt%Y2O3部分稳定化氧化锆)，Al2O3粒径为15μm，ZrO2粒径为30μm;
[0071]抗粘附粉末：316L不锈钢粉，其中Cr含量18wt%，粒径25μm;
[0072]减摩粉末：MoS2粉末，粒径3μm。
[0073]将上述原料加入行星球磨机，以无水乙醇为介质，固液比1:1，球磨转速250r/min，球磨时间3h;混合后在80℃烘箱中烘干，过500目筛，得到复合粉末。
[0074]S4功能层喷涂：
[0075]采用大气等离子喷涂设备，参数为：喷涂功率45kW，等离子气为Ar+H2，Ar流量40L/min，H2流量8L/min，喷涂距离130mm，轧辊旋转速度5r/min;
[0076]将步骤S3中的复合粉末通过送粉器以送粉速率50g/min送入火焰，在过渡层表面轴向梯度喷涂，形成连续功能层;
[0077]最终得到以下规格的轧辊：
[0078]中部区域：占比70%，位于辊身200-1040mm段，喷涂厚度130μm;
[0079]两端区域：各占11.7%，位于辊身0-140mm及1080-1200mm段，喷涂厚度90μm;
[0080]过渡区域：各占3.3%，位于140-200mm及1040-1080mm段，厚度从90μm渐变至130μm。
[0081]S5梯度热处理与后处理：
[0082]将轧辊置于氩气保护炉中，按以下步骤进行处理：
[0083]第一阶段：以5℃/min升温至220℃，保温1.5h;
[0084]第二阶段：继续升温至380℃，保温1.5h;
[0085]第三阶段：升温至500-550℃梯度控温，其中，中部区域530℃，两端区域515℃，过渡区域随位置线性渐变，保温1.5h;
[0086]冷却：随炉冷却至室温。
[0087]对冷却后轧辊的功能层进行磨削和抛光，最终功能层厚度为：中部120μm，两端80μm，过渡区域渐变，表面粗糙度Ra0.1μm。
[0088]实施例2
[0089]与实施例1不同的是，实施例2中过渡层的原料为：选用CoCrAlY合金粉末与ZrO2的复合粉末;其中ZrO2为8wt%Y2O3部分稳定化氧化锆，占过渡层总质量的7wt%，其余93wt%为CoCrAlY合金，其中Cr含量30wt%、Co含量60wt%、Al含量10wt%、Y含量5wt%;CoCrAlY合金粉末粒径30-40μm，ZrO2粒径1.5μm。
[0090]实施例3
[0091]与实施例1不同的是，更改复合粉末的配比为：
[0092]原料配比：70wt%陶瓷相粉末、27wt%抗粘附粉末、3wt%减摩粉末;
[0093]陶瓷相粉末：Al2O3-ZrO2复合粉体(Al2O3占75wt%，ZrO2占25wt%，ZrO2为8wt%Y2O3部分稳定化氧化锆)，Al2O3粒径为18μm，ZrO2粒径为30μm;
[0094]抗粘附粉末：316L不锈钢粉，其中Cr含量18wt%，粒径30μm;
[0095]减摩粉末：MoS2粉末，粒径2.6μm。
[0096]实施例1-实施例3制取得到的轧辊均进行(a)-(c)测试，得到表2中结果：
[0097]表2实施例1-实施例3的测试结果
[0098]
实施例1实施例2实施例3铜粘附量(mg/m2)3.24.52.8功能层结合强度(MPa)686572轧辊中部硬度(HV)860850880
[0099]实施例1-3均表现良好，过渡层通过含铬合金形成的α-Cr固溶体调控热膨胀系数，配合回火生成的纳米Cr2O3密封膜及梯度热处理驱动的铬元素扩散，构建了稳定的冶金互锁结构，大幅提升了功能层结合强度，功能层中陶瓷相粉末形成的刚性骨架提供了高硬度基础，ZrO2的相变增韧效应平衡了硬度与韧性，而抗粘附粉末生成的Cr2O3钝化膜与MoS2的减摩作用协同，有效阻断铜原子扩散，使铜粘附量维持在极低水平，同时，轴向梯度厚度的设置与渐变过渡区实现了应力的连续分布，进一步保障了涂层整体性能的稳定性。
[0100]对比例1：
[0101]与实施例1不同的是：省略过渡层制备步骤，直接在预处理后的轧辊表面喷涂功能层。
[0102]对比例2：
[0103]与实施例1不同的是：功能层复合粉末中不含316L不锈钢粉，以同等比例陶瓷相粉末替代。
[0104]对比例3：
[0105]与实施例1不同的是：省略S5步骤中的梯度热处理，仅在380℃单一温度下保温4.5h。
[0106]对比例1-对比例3制取得到的轧辊均进行(a)-(c)测试，得到表3中结果：
[0107]表3对比例1-对比例3的测试结果
[0108]
对比例1对比例2对比例3铜粘附量(mg/m2)16350295功能层结合强度(MPa)192342轧辊中部硬度(HV)845980840
[0109]对比例1因省略过渡层制备步骤，直接在预处理后的轧辊表面喷涂功能层，导致无法通过过渡层的含铬合金形成α-Cr固溶体来调控热膨胀系数，也缺少回火生成的纳米Cr2O3密封膜及铬元素扩散带来的冶金互锁结构，这使得功能层与轧辊基体之间的结合失去缓冲与锚定作用，热膨胀差异引发的内应力无法缓解，进而导致功能层结合强度大幅下降;同时，缺少过渡层的密封保护，功能层表面易因结合不紧密产生微缺陷，铜原子更易附着和扩散，最终造成铜粘附量显著升高。
[0110]对比例2因功能层复合粉末中不含316L不锈钢粉，以陶瓷相粉末替代，导致失去了抗粘附粉末生成的Cr2O3钝化膜。而这种钝化膜本可与MoS2的减摩作用协同阻断铜原子扩散，缺少后抗粘附能力急剧下降，使得铜粘附量大幅增加;此外，陶瓷相比例提高虽可能使硬度略有上升，但缺乏金属相的韧性缓冲，功能层脆性增加，结合界面易因应力集中出现开裂，导致功能层结合强度降低。
[0111]对比例3因省略梯度热处理，仅采用380℃单一温度保温，无法实现梯度控温驱动的铬元素定向扩散，难以构建稳定的冶金互锁结构，导致功能层结合强度下降;同时，单一温度处理不能像梯度热处理那样实现应力的连续分布，涂层内部易因温度场不均产生应力集中，影响整体稳定性;且缺少梯度升温过程中各阶段对氧化膜形成的精准调控，Cr2O3钝化膜的完整性和致密性不足，抗铜粘附能力减弱，最终造成铜粘附量升高。
[0112]对比例4：
[0113]与实施例1不同的是：过渡层选用NiCr合金粉末，没有添加ZrO2。
[0114]对比例4制取得到的轧辊均进行(a)-(c)测试，得到表4中结果：
[0115]表4对比例4和实施例1的测试结果
[0116]
[0117]
[0118]对比例4中由于过渡层中未添加ZrO2，ZrO2形成的微细晶界网络缺失导致铬元素向功能层扩散效率下降，使功能层Cr2O3钝化膜连续性不足，铜原子易渗透粘附，导致铜粘附量升高至42mg/m2;同时，缺少ZrO2与功能层ZrO2的跨尺度晶格衔接及热膨胀系数协同调控，过渡层与功能层的热失配应力增大，结合强度降至48MPa，虽因保留NiCr合金过渡层的基础作用而优于无过渡层的对比例1，但显著差于添加ZrO2的实施例1，凸显了ZrO2在提升抗粘附性和结合强度中的关键作用。
[0119]应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
说明书附图(1)
声明：
“轧辊表面抗粘附涂层的喷涂方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：常州同泰高导新材料有限公司
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