[發明專利]一種鋼鐵高溫防氧化復合涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711467096.2
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108047777B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張貴杰;李海英;張雨晴;李斯文;劉亭亭
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/61
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋼鐵高溫防氧化復合涂料及其制備方法，該涂料由以下質量百分比的原料制備而成：SiO₂ 54％?63％、Al₂O₃ 8.3％?9.3％、ZrO₂ 7.5％?7.9％、SiC 5.4％?6.1％、無機復合磷酸鹽粘接劑14.3％?17.0％、硅溶膠5.4％?6.1％，余量水。本發明克服了現有涂料應用溫度低，造成能源浪費、成本高、毒性大，且不具有普適性，以及制作工藝繁瑣的缺陷，從而提供一種具有氧擴散系數低、一定的粘性、一定的機械性能、良好的自動脫落性、無毒無害、原料價格便宜的、能在1300℃高溫下使用的具有綜合性能的復合涂料。

技術領域

本發明涉及涂料領域，具體涉及一種鋼鐵高溫防氧化復合涂料及其制備方法。

背景技術

金屬和合金材料在完成模鍛、軋制、退后、淬火和正火等工序之前都要在加熱爐里將其加熱到一定溫度。在高溫加熱過程中，鋼鐵的氧化燒損不可避免，加熱時間越長，加熱溫度越高，鋼件的氧化燒損越嚴重。對于高碳鋼和中碳鋼來說，在加熱的過程中除氧化燒損以外，往往還伴隨著表面脫碳的現象發生，導致它的機械性能下降；而對于一些含有銅、硅、鎳、鉻等合金元素的特種鋼，金屬在加熱的過程中，不但會產生氧化燒損，往往還會同時將這些合金元素氧化，生成一層剝落性困難的氧化層，新生成的氧化層覆蓋在金屬表面，很難除去，很容易在金屬的軋制過程中被壓入鋼中，形成表面缺陷，嚴重時甚至可導致產品報廢。為了將金屬在高溫加熱過程中生成的氧化鐵皮清除掉，鋼廠增添了高壓水除磷設備，酸洗設備，噴丸設備等，這大大增加了鋼材生產過程中的能耗。而且，在加熱金屬的過程中往往會有生成的氧化鐵皮掉落的現象，這會使加熱爐受到腐蝕，使用壽命縮短，同時還會影響傳熱過程，增加高爐煤氣的使用量，降低生產率。清除這些爐底掉落的氧化鐵皮需要大量的勞動力，造成勞動力的浪費，如果采用液態排渣的方法來清除，那么將造成能源的浪費。

中國專利CN1632137A采用10-20％玻璃粉，33-30％石英砂，23-20％硅砂，24-20％Al₂O₃，2-10％C組成，該涂料適合各種鋼在加熱時候的防氧化脫碳，在冷卻過程中能夠自然剝落，經過熱處理之后的鋼件制品仍然具有金屬光澤，此涂料防氧化脫碳效果優良，自然剝落能力強。但是該涂料的適用溫度范圍為800-1200℃。而鋼坯在熱軋之前均需要經過1250℃左右高溫爐內較長時間的加熱，這一過程使得鋼坯表面的氧化燒損非常嚴重。因此，此涂料沒有達到在高溫下鋼鐵防氧化脫碳的目標。CN1300805采用50-62份SiO₂，12-20份Al₂O₃，2-8份Fe₂O₃，1-5份MgO，2-7份CaO，2-6份K₂O，1-5份FeO混合在熔爐中加熱3小時呈琺瑯，冷卻后粉碎，加入少量尖晶石，黏土和水，球磨使其粒度為＜180目，該涂料顆粒細小，呈懸浮狀，不易沉淀，并且成本很低。但是該涂料的適用溫度為900-1200℃，不滿足高溫熱爐內的1250度左右的溫度。而且，該涂料的制備工藝繁瑣，必須提前將涂料制成琺瑯然后冷卻，耗時耗能。

中國專利CN200310110687.6采用TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、玻璃粉以及碳粉為主要粉末，以聚丙烯酸鈉為主要粘結劑、采用乙酸三甘醇為增塑劑，以無水乙醇為溶劑制備防氧化脫碳涂料。所述玻璃基防脫碳涂料雖然能夠在鋼鐵表面形成連續致密的密薄層，阻斷外界介質與鋼鐵表面的接觸，從而有效地減緩基體被氧化。但是熔融態的玻璃會與基體表面發生物理化學反應，使其粘附在基體表面，必須要增加工藝才可以將其去除，從而增加了成本。同時，上述涂料粉料不僅種類眾多，而且其粉粒大多需要達到納米級別，增多了制作成本。而且，制備工藝需要使用甲苯和三氯乙烯等有機溶劑，不但成本高，毒性較大。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種鋼鐵高溫防氧化復合涂料及其制備方法。