[发明专利]一种不锈钢高温表面防护技术

说明书

技术领域

本发明属于金属防护领域，具体地说是涉及一种不锈钢高温表面防护技术。

背景技术

不锈钢广泛应用于高温领域，这是由于不锈钢表面形成致密的保护性氧化铬层在高温下可保护不锈钢基体免于进一步氧化。但在高温、氧化、腐蚀性环境的综合作用下，随着服役时间的延长或温度的升高，不锈钢基体表层出现贫铬区，无法向外层氧化膜提供足够的铬，致使表层的保护性氧化铬层逐渐转变为无保护性的Fe、Cr混合氧化物，造成不锈钢的氧化烧损急剧加速，严重影响不锈钢构件的使用寿命。因此，寻找一种能对不锈钢提供高温表面防护，延长其使用寿命的技术，有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种技术，其可对不锈钢提供高温表面防护，减轻高温氧化/腐蚀环境对不锈钢构件的氧化腐蚀，延长在高温环境下服役的不锈钢构件的使用寿命。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：在不锈钢基材的表面涂覆玻璃涂层，玻璃涂层的化学成分为(重量百分比)：

基体剂A：SiO₂                                   50～70

基体剂B：Al₂O₃                                  10～20

助熔剂：K₂O、B₂O₃之一种或几种                   5～20

密着剂：CoO、FeO之一种或几种                    1～5

辅助剂：CaO、MgO、MnO₂、TiO₂之一种或几种        1～10

玻璃涂层是首先将玻璃粉与水按1∶1～5比例充分搅拌混合，获得浆料，然后浸涂或喷涂于不锈钢构件表面，在30～60℃晾1～20小时，并在900～1200℃烧结20-300分钟制得，玻璃涂层厚度为10～200微米。

玻璃粉是将含所述组成的原料经加热炉熔化为均匀熔体，并冷却研磨制得，玻璃粉的平均粒度小于30微米。

玻璃涂层可对在1000～1300℃的高温、氧化、腐蚀环境下服役的镍铬系奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢及沉淀硬化型不锈钢所制构件提供防护。

本发明与其它防护涂层相比，涂覆工艺简单、成本低廉。利用氧化物玻璃材料优越的耐高温、抗腐蚀和低热导率等性用所制备的高温表面防护涂层可以使不锈钢构件能够承受更高的使用温度、提高其抗高温氧化和热腐蚀的能力，最终达到延长不锈钢构件使用寿命的目的。

具体实施方式

实施例1

0Cr18Ni9是奥氏体不锈钢，在900℃以上氧化腐蚀严重。将玻璃粉与水按1∶1比例充分搅拌混合，获得浆料，喷涂于0Cr18Ni9不锈钢表面，在30℃晾1小时，并在900℃烧结20分钟，制得厚为10μm的玻璃涂层。涂覆玻璃涂层后的0Cr18Ni9不锈钢在1000℃表现出良好的抗氧化能力，氧化20小时未见涂层剥落和开裂，氧化增重为0.03mg/cm²；而未涂覆玻璃涂层的0Cr18Ni9不锈钢在1000℃氧化3小时即见氧化皮剥落，氧化增重为0.29mg/cm²。

实施例1涂层成分(重量百分比)：

SiO₂  Al₂O₃  K₂O  CoO  CaO

50    20     20   5    5

实施例2

00Cr19Ni10是奥氏体不锈钢，在900℃以上氧化腐蚀严重。将玻璃粉与水按1∶4比例充分搅拌混合，获得浆料，喷涂于00Cr19Ni10不锈钢表面，在60℃晾20小时，并在1200℃烧结300分钟，制得厚为200μm的玻璃涂层。涂覆玻璃涂层后的00Cr19Ni10不锈钢在1100℃表现出良好的抗氧化能力，氧化20小时未见涂层剥落和开裂，氧化增重为0.01mg/cm²；而未涂覆玻璃涂层的00Cr19Ni10不锈钢在1100℃氧化3小时即见氧化皮剥落，氧化增重为0.35mg/cm²。

实施例2涂层成分(重量百分比)：

SiO₂  Al₂O₃  K₂O  CoO  MgO

70    10     18   1    1