[發(fā)明專利]一種鋼坯高溫防氧化涂料及其應用

有效

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• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115260802B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 謝家鼎;顧紅霞
• 申請（專利權(quán)）人: 上海摩瑟爾科學技術(shù)有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D1/02;C09D7/61
• 代理公司: 上海洞鑒知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31346
• 代理人: 劉少偉

本發(fā)明公開了一種鋼坯高溫防氧化涂料及其應用，屬于涂料技術(shù)領域。該鋼坯高溫防氧化涂料的主要原料包括：SiO₂?20～50份、MgO10～25份、SiC/TiC?ZrO₂?Al₂O₃?10～25份、CaO?2～4份、高嶺土1～4份、ZnO?4～6份、B₂O₃?2～5份、K₂SiO₃?15～20份、水30～60份。本發(fā)明制備的SiC/TiC?ZrO₂?Al₂O₃高溫抗氧化性以及抗碳化性能高，用ZrO₂?Al₂O₃涂層對SiC/TiC進行涂覆包裹，ZrO₂?Al₂O₃涂層在Al(H₂PO₄)₃的作用下，在高溫煅燒過程中促進AlCl₃·6H₂O和C₈H₁₂O₈Zr之間形成化學鍵，還使得ZrO₂?Al₂O₃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由疏松多孔轉(zhuǎn)為固溶體結(jié)構(gòu)，有利于提高涂層的耐高溫性以及穩(wěn)定性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領域，具體涉及一種鋼坯高溫防氧化涂料及其應用。

背景技術(shù)

常規(guī)熱連軋生產(chǎn)過程中，鋼坯均需經(jīng)過加熱爐加熱至1150～1300℃后進行軋制。由于鋼坯加熱過程溫度高、時間長，導致其表面氧化燒損嚴重，氧化燒損率通常達到0.5％～2.5％，不僅降低了熱連軋過程金屬收得率，而且影響軋制過程中高壓水的除鱗效果，產(chǎn)生帶鋼表面質(zhì)量缺陷。另外，鋼坯高溫氧化產(chǎn)生的氧化鐵皮脫落于加熱爐內(nèi)、堆積于爐底，必然會影響加熱爐的熱效率，不得不定期停爐對爐內(nèi)氧化鐵皮進行清理。

高溫防氧化涂層的功能是提升高溫下基體材料的抗氧化性能，它屬于高溫防護涂層的一種。一般地，包覆在受保護基體的表面，高溫下起到耐熱、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損等保護作用的涂層都可以稱作高溫防護涂層。高溫防護涂層的分類方法有很多種，其中按照涂層材料和基體材料之間的擴散程度可以分為擴散涂層和覆蓋涂層。

擴散涂層的原理是表面涂層材料和基體接觸，兩者相互擴散并在一定范圍內(nèi)發(fā)生化學反應形成化合物，通過改變基體表層的化學成分和組織，進而改善基體的高溫使用性能。擴散涂層主要應用于鎳、鈷、鐵基金屬的表面防護，在基體金屬表面形成一層金屬間化合物，也稱合金層，提高基體金屬的耐熱性。生產(chǎn)中常用的擴散涂層有：滲鋁層、滲鉻層、滲硅層等，其中應用最為廣泛的是滲鋁涂層。

擴散涂層保護法具有很多優(yōu)點，首先它的設備簡單，原料的利用率高，成本低廉，另外操作非常方便，涂層的厚度易于控制，特別適用于中小型機械零件的表面防護；但同時許多缺陷的存在一定程度上限制了擴散涂層的應用，最主要的是涂層和基體的反應導致了基體表層化學成分的變化，造成基體的不穩(wěn)定性。由于以上因素，再加上涂層和基體結(jié)合牢固，很難剝落，所以擴散涂層只能用于工件的終加工，而不能用于鋼坯的熱處理過程。

與擴散涂層不同的是，覆蓋涂層與基體金屬之間不存在相互擴散、反應的關系，只是通過物理或者化學的方法將涂層材料制備成具有一定的隔絕環(huán)境作用的保護熔膜，在完成任務后可以輕松地將其從基體表面剝離下來，不影響后續(xù)的生產(chǎn)工序，特別適用于基體在中間加工時段的防護。鋼坯高溫防氧化涂層即屬于覆蓋涂層的一種。