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研究生:馮嘉銘
研究生(外文):Chia-Ming Feng
論文名稱:連續鍍鋅線鋅槽輥抗鋅沾附瓷金塗層研究
論文名稱(外文):A Study of Cermets Coating Resisting to molten Zinc for Sink Roll in Continuous Galvanizing Line
指導教授:周長彬周長彬引用關係
指導教授(外文):Chang-Pin Chou
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:高速火焰熔射連續鍍鋅線鋅擴散層量測
外文關鍵詞:High Velocity Oxygen Fuel Spraying processContinuous hot-dip galvanisingZn diffusion layer test
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摘 要
在連續鍍鋅線上,為了保護鋅槽輥表面的使用,藉由高速火焰熔射所噴塗之瓷金塗層,來研究其塗層在鍍鋅浴內中,其塗層之抗鋅液沾附性。
本實驗是在探討使用高速火焰熔射噴塗之碳化鎢-鈷和碳化鎢-碳化鉻-鎳等瓷金塗層之各項性質。包含將噴塗物沈浸在480℃純鋅溶液或含0.1wt﹪鋁的鋅鋁熔液中,藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)或電子探針微區分析儀(EPMA)之線性掃描(Line Scanning)來量測鋅之擴散層,並求出塗層之抗鋅沾附性。
實驗方法包含拉伸測試、微硬度量測、金相顯微觀察、表面粗糙度測試、孔隙率測試及鋅擴散層量測。
由實驗結果顯示,在熔射塗層表面之鋅擴散層的成長,是依賴鈷和鋅原子的介面擴散。且這些鋅擴散現象可藉由鋁液的加入,使擴散層被抑制。

ABSTRACT
In order to protect the steel maker's sink rolls surface used in continuous hot-dip galvanising line, cermet coatings were prepared by High Velocity Oxygen Fuel spraying process 。The purpose of this project is to study the anti-adhesion of Zn dross of the cermet coatings in the molten zinc bath。
This experiment was to explore the mechanical properties of WC-Co and WC-CrC-Ni cermet coating using High Velocity Oxygen Spraying process。The coated specimens were immersed in molten pure zinc or in the molten zinc-aluminum at 480℃。The Zn diffusion layer was messured by Line Scanning of Scanning Electron Microscape (SEM) and Electron Probe Microanalyzer (EPMA) 。The resistance of adhesion of Zn dross to the coating was also studied。
Experimental procedures included tensile test, microhandness test, optical metallographicoexamination, surface roughness test, porosity test and Zn diffusion layer test were conducted。
The experimental results showed that the diffusion layer was grown under the surface of the sprayed coatings that may depend on the interdiffusion of Co and Zn atoms。The phenomenon of this Zn diffusion added with Al in molten Zinc bath and the diffusion layer can be suppressed。

目 錄
中文摘要 …………………………………………………I
英文摘要 …………………………………………………II
目 錄 …………………………………………………III
表目錄 ………………………………………………………VII
圖目錄 ………………………………………………………VIII
第一章 前言………………………………………………………1
第二章 文獻回顧…………………………………………………2
2-1 高速火焰熔射(HVOF)技術的發展背景及原理………2
2-1-1 高速火焰熔射技術的發展背景……………………2
2-1-2 高速火焰熔射技術之原理…………………………3
2-1-2 -1 爆炸熔射槍之原理…………………………………3
2-1-2-2 HVOF熔射槍之原理………………………………4
2-2 HVOF塗層之特性……………………………………5
2-3 連續鍍鋅線之背景發展與原理……………………6
2-3-1 連續鍍鋅線之背景發展……………………………6
2-3-2 連續鍍鋅線之原理…………………………………7
2-4 碳化鎢-鈷(WC-Co)材料的基本性質………………………7
2-4-1 碳化鎢-鈷的物理及化學性質………………………7
2-4-2 WC-Co的燒結性質……………………………………8
2-5 碳化鎢-碳化鉻-鎳材料(WC-CrC-Ni)的基本性質…8
2-5-1 碳化鉻塗層之機械性質……………………………8
2-5-2 碳化鉻之特性………………………………………8
2-5-3 高溫耐熱塗層具有之條件…………………………9
2-6 WC-Co與WC-CrC-Ni塗層的應用……………………9
2-7 鋅鋁混合液對WC-Co與WC-CrC-Ni的影響……………9
2-8 鋁對鋅之影響…………………………………………10
第三章 實驗方法與設備………………………………………19
3-1 實驗步驟流程圖………………………………………19
3-2 熔射基材及試片規格…………………………………20
3-3 熔射塗層之粉末及設備………………………………20
3-4 參數的選定……………………………………………20
3-5 鍍鋅棒與夾具之設計…………………………………20
3-6 熔射前處理……………………………………………20
3-6-1 基材表面清潔處理……………………………………20
3-6-2 噴砂處理………………………………………………21
3-7 金相顯微組織觀察……………………………………21
3-8 孔隙度測試……………………………………………21
3-9 機械性質之測試………………………………………22
3-9-1 微硬度之測試…………………………………………22
3-9-2 拉伸測試………………………………………………22
3-9-3 粗糙度測試……………………………………………22
3-10 鍍鋅作業………………………………………………23
3-11 擴散層之測試…………………………………………23
第四章 結果與討論……………………………………………32
4-1 粉體的先導實驗結果…………………………………32
4-1-1 粉體的表面與截面型態………………………………32
4-1-1-1 WC-12%Co的粉末性質…………………………………32
4-1-1-2 WC-17%Co的粉末性質…………………………………32
4-1-1-3 WC-CrC-Ni的粉末性質…………………………………33
4-2 粉末與塗層之X光繞射………………………………33
4-3 塗層性質的分析………………………………………33
4-3-1 塗層之金相觀察…………………………………………33
4-3-2 塗層之抗拉強度測試……………………………………34
4-3-3 塗層之孔隙率測試………………………………………34
4-3-4 塗層之微硬度測試………………………………………35
4-3-5 塗層之表面型態分析……………………………………36
4-4 鍍鋅後之分析……………………………………………36
4-4-1 塗層在純鋅狀態下之分析………………………………36
4-4-2 塗層在鋅-01%wt鋁的混合液狀態下之分析……………38
4-4-3 塗層在鋅液和鋅鋁混合液的比較………………………40
第五章 結論………………………………………………………71
參考文獻 ……………………………………………………………72

參 考 文 獻
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