[發明專利]一種超低碳不銹鋼鑄件防滲碳涂料

有效

• 申請號: 201110442400.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102430703A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 譚銳;李漢錕;李玲;李世成;王巖
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明涉及一種鑄鋼件生產過程中使用的一種鑄型涂料，具體是涉及一種應用于鑄造工業的超低碳不銹鋼鑄件用防滲碳涂料及其制備方法。

背景技術

電力工業是我國國民經濟和社會發展的重要支柱產業之一。在我國的電力的裝機結構中，煤電比例高達70%，能耗高，污染物排放量大，而水電技術是最成熟、最具市場競爭力且可以大規模開發的環保可再生能源。發展水電是實現節能減排目標和發展非化石能源目標的重要措施，一直受到世界各國的高度重視。根據國家可再生能源中長期發展規劃，到2020年全國水電裝機容量將發展到３億千瓦，平均每年新增1200萬千瓦。屆時，水力發電相當于每年可減少３億多噸標準煤消耗，可減少二氧化碳排放0.2億多噸，二氧化硫排放也將減少500多萬噸。

水力發電的主要設備為水輪機，根據它的工作環境，其材質不僅要求具有良好的綜合機械性能、低溫韌性、斷裂力學性能和水下疲勞性能，還應具有良好的可焊性、抗磨蝕性能和鑄造工藝性能。目前，各國廣泛采用的材質為馬氏體不銹鋼。由于鋼中的碳是影響馬氏體不銹鋼耐蝕性的最主要元素，因此降低不銹鋼中的含碳量是提高鋼的耐蝕性的重要途徑。對馬氏體不銹鋼來說，降低碳含量也是改善其力學性能，特別是韌性的重要措施。可以說，低碳和超低碳不銹鋼是當今世界各國不銹鋼鑄件發展的總體趨勢。現代超低碳不銹鋼的碳含量均在0.03%以下，有的甚至要求碳含量在0.015%以下。

我國生產水電用低碳、超低碳馬氏體不銹鋼水輪機鑄件的鑄造工藝，基本上有水玻璃砂工藝和樹脂砂工藝兩大造型工藝。利用水玻璃砂造型工藝生產大型鑄鋼件，避免了鑄件表面出現滲碳層和滲硫層等鑄造缺陷，但水玻璃砂表面強度低且容易吸潮，砂型表面安定性差，鑄件容易因沖砂、掉砂而產生夾雜等鑄造缺陷；同時鑄鋼件表面質量差，打磨加工余量大，清鏟工時多，金屬浪費嚴重；而且水玻璃舊砂再生回用困難，大量的舊砂被排放，造成嚴重的環境污染和礦產資源的浪費。呋喃樹脂自硬砂工藝由于砂型的強度高、舊砂再生回用方便等優點，在大型鑄鋼件的生產中得到了廣泛應用。但是，呋喃樹脂砂在澆注與冷卻過程中會釋放出大量的CO、SO₂和少量的N₂等氣體，其中CO占氣體總量的50%以上，會以碳的形式滲入到不銹鋼鑄件表面中。這是由于鑄鋼件在高溫奧氏體狀態，對碳具有相對較大的溶解度(2.06%)，CO氣體在高溫下首先分解為活性碳原子，然后被鋼表面所吸收，被吸收的碳原子，在高溫狀態下向鋼的內部擴散，從而，形成一定厚度（＞10mm）的滲碳層。在固體不銹鋼鑄件中碳、氮和硫等元素的溶解度是很有限的，它們總是以碳化物的形式沿晶界析出，從而導致晶界腐蝕的發生和水輪機部件的過早失效。因此，在利用呋喃樹脂砂工藝生產超低碳不銹鋼水輪機葉片等鑄件時，防滲碳、滲氮、滲硫措施的采取至關重要。

發明內容

本發明的目的，是提供一種大型超低碳不銹鋼鑄件防滲碳涂料，可完全滲入到沙型內部，耐火度高，表面平整光滑，能有效提高鑄鋼件的表面質量。

采用的技術方案是：

一種超低碳不銹鋼鑄件用高滲透防滲碳涂料主要是由：白剛玉粉50-60%，氧化劑5-10%，燒結助劑3-8%，有機粘結劑1-3%，膨潤土懸浮劑2-5%，助劑0.2-0.4%和溶劑28.8-38.2%材料混合配制而成。

上述百分比為重量百分比。

上述白剛玉粉的粒度≤3μm，氧化劑的粒度≤5μm，滑石粉的粒度≤5μm。

上述氧化劑為硝酸鉀、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氯酸鉀中的一種或幾種。

上述燒結助劑為滑石粉、長石粉、云母粉、粘土中的一種或幾種。

上述有機粘結劑為松香或樹脂。

上述助劑為超細硅酸鋁或氧化鈦。

上述溶劑為乙醇或異丙醇，乙醇濃度≥95%，異丙醇濃度≥98%。

超低碳不銹鋼鑄件用防滲碳涂料的生產方法是，將30-40%的溶劑加上2-5%的膨潤土懸浮劑，放入帶攪拌器的容器內，高速攪拌均勻，再加入有機粘結劑1-3%，繼續攪拌均勻后，依次加入0.2-0.4%的助劑、50-60%的白剛玉粉、5-10%的氧化劑、3-8%的燒結助劑后，充分攪拌均勻，即得。

上述百分比為重量百分比。

本發明的優點在于：