[发明专利]抗高温钢铁表面氧化皮涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗高温钢铁表面氧化皮涂料。用于钢铁热处理前的保护。属涂料技术领域。

背景技术

通常钢铁表面会附有尘埃、油污、氧化皮、锈蚀层、污染物盐分、或松动的旧漆膜，其中氧化皮是比较常见但最容易被忽略的部分。氧化皮是钢铁在高温锻压成型时所产生的一层致密氧化层，通常附着比较牢固，但相对钢铁本身则较脆。从电化学上分析，氧化皮的电极电位要比铁高0.15-0.20V，在腐蚀介质中，铁先于氧化皮腐蚀，尤其是在有大量氧化皮存在时，大量的氧化皮为阴极，少量裸露的铁成为小阳极，会加速促进铁的局部腐蚀。在潮湿环境中，氧化皮的大阴极和脱落氧化皮而裸露钢铁表面的小阳极，造成裸露区的局部腐蚀。氧化皮与钢铁表面实际存在无数微小缝隙，水气和腐蚀介质渗透到松动的氧化皮下又发生缝隙腐蚀和浓差腐蚀。通常在钢铁表面涂装前必须完全清除氧化皮，而许多钢铁表面的涂装工作是在氧化皮未完全去除就进行的，结果造成涂装质量的低劣和涂料使用寿命的大大缩短。

钢铁在受到高温热处理时，在高温下很容易与空气中的氧发生氧化作用，使钢铁被氧化和脱碳，造成材料的损失和力学性能的下降，因而，钢铁在高温处理中需要采取一定的保护措施，涂料保护是一种非常经济和有效的方法，具有如下优点：

1、能够避免钢铁在热处理时的氧化损失以及清除氧化皮的工序，并使工件的规格尺寸更为精确；能够避免在热处理时由于金属脱碳造成的疲劳强度下降，使钢铁使用寿命延长；能够避免金属在热处理时表面吸收气体，防止金属因吸氢而变脆。

2、涂料保护不会受钢铁工件复杂形状或尺寸限制，工艺简单，操作方便，经济性好。

钢铁热处理保护涂料属于一次性使用涂料，在钢铁热处理前涂覆涂料，热处理结束后涂料保护作用完成，涂层自行脱落。热处理保护涂料属于专用涂料，近年来得到了较多的应用和较快的发展。例如，英国BCRKTOP系列保护涂料可以有效用于防渗碳的热处理保护。美国波音分机公司的陶瓷、硅酸盐基防渗碳保护，前苏联的石棉基和铝硼酸盐为主的防渗碳保护涂料等，都得到了很好的应用。我国防脱碳、防氧化涂料也得了较好的应用，其中，以氧化硼为主要原料的防渗碳保护涂料，以玻璃为主要原料的防渗碳、防氢化涂料，以硅酸盐为主要原料的防渗碳保护涂料等，都先后在生产中应用，并取得较好效果。国内中科院研究所和济南钢铁公司最近几年都着手这方面的研究，进行了炉加热前防氧化喷涂，经过未进行喷涂的空白样对比，钢坯表面氧化皮生成量降低65％以上。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种同温下具有十分良好的抗钢铁表面起氧化皮性能，能使钢坯表面氧化皮产生量降低更低的抗高温钢铁表面氧化皮涂料。

本发明的目的是这样实现的：一种抗高温钢铁表面氧化皮涂料，其特征在于它主要是由以下重量份的原料组成：

硼酸乙酯20-25份

有机硅树脂15-25份

5％-10％聚乙烯醇缩丁醛异丙醇溶液5-10份

铝粉15-20份

溶剂10-20份

分散剂1-2份，

其中，聚乙烯醇缩丁醛的异丙醇溶液中聚乙烯醇缩丁醛的重量固体份为5％-10％。

本发明抗高温钢铁表面氧化皮涂料，所述涂料原料中还加入有1～2份有机膨润土类防沉剂。

本发明抗高温钢铁表面氧化皮涂料，所述有机硅树脂可以是聚甲基硅氧烷树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂、硼改性有机硅树脂等。

本发明抗高温钢铁表面氧化皮涂料，所述溶剂可以是二甲苯、丙酮、丙醇中的二种或三种。

本发明抗高温钢铁表面氧化皮涂料，所述分散剂可以是阴离子润湿或有机硅氧烷类分散剂。

本发明涂料作为高温场合应用的涂料，具有以下使用特点：

1、能够保护钢铁在高温下不出现氧化皮、不脱碳。

2、涂层对钢铁或合金的物理性能、力学性能、化学成分无影响，涂料中不含有损害或污染金属的成分。

3、涂料层经过热处理后，能够自行脱落，很容易清除。

4、涂层的使用温度范围很宽，达800℃-1800℃，而且在高温下涂层不释放有毒气体。

具体保护机理是：

1、硼酸乙酯在600℃左右形成熔融的氧化硼膜，900℃以上溶解钢铁表面的氧化膜，形成致密的保护层。

2、在涂层加热过程中，涂料中有机硅树脂如DC805(曾被美国用于航天飞机，可耐1371℃的高温耐热涂料)在700℃左右时，形成致密牢固的无机硅酸盐陶瓷状物，隔绝了气氛和钢铁表面接触而起到了保护作用。