[发明专利]用于等温锻造模具保护的涂料及应用

说明书

本发明提供了一种用于等温锻造模具保护的涂料及应用。按重量份计，涂料由20～30份的玻璃粉A、5～10份的玻璃粉B、2～10份的TiOsubgt;2/subgt;、0～15份的MgO、0～5份的CaO、0～20份的Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、1～5份的高岭土、0～5份的钠长石、20～30份的溶剂和5～10份的粘结剂组成。本发明的涂料可以防止模具在高温长时间加热过程中发生氧化，还可以在等温锻造时起到辅助润滑作用，减少模具的磨损及表面裂纹的产生；待等温锻造完成后，涂料仍可大部分牢固附着在模具表面，在接下来的等温锻造工艺中可持续起到防护作用，累计防护时长可达到60～80小时，从而显著延长模具的使用寿命，减少模具的补涂或者修复成本。

技术领域

本发明涉及金属高温防护技术领域，具体而言，涉及一种用于等温锻造模具保护的涂料及应用。

背景技术

等温锻造属于较为特殊的锻造工艺，它将锻造模具加热到与锻件坯料相同的温度，通常在900℃以上，且由于模具体积相对较大，所以需要加热及保温的时间较长，目前等温锻造工艺主要用于部分钛合金、粉末高温合金等难变形合金的复杂形状锻件的锻压成型。这些等温锻造专用的模具由于要加热到高温，且需在高温下保温较长时间，所以对其高温下的硬度要求较高，通常模具材料以高温合金为主，根据目前模具材料的新发展，TZC、TZM合金等新型等温锻造专用模具也逐步开始使用。以高温合金为主的等温锻造专用模具在900℃以上的长时间高温下，会在模具表面依次形成明显的氧化层、晶界氧化层和合金元素贫化层，特别是对于大型等温锻造模具而言，表面氧化层和贫化层带来的影响和损耗会更大。

基于上述因素，需要在等温锻造模具表面施加防护涂层，防止其在高温下产生过多的氧化和合金元素贫化。同时，此类涂层在等温锻造工艺完成后，模具降到室温的过程中应做到大部分不剥落，这样可以在下次等温锻造过程中继续起到防护作用，涂层的累计防护时长可达40～60小时，在单次等温锻造工艺结束后，若未达到防护时长上限，涂层仅会出现小部分剥落，对于涂层剥落处可进行补涂，大部分未剥落处在下次等温锻造工艺中可继续起到防护效果，直至达到累计防护时长上限。现有技术多是采用对模具表面打磨翻新、局部更换、堆焊等方法，对模具氧化层和贫化层进行去除和修复。但是，一方面采用打磨翻新等传统方法去除氧化层、贫化层和修复模具耗时较长，并会占用较多人力。另一方面模具的消耗通常占锻造成本的10～20％，而应用于等温锻造的专用模具，造价更高，所占成本比例也会更高，采用传统方法并不利于模具维护成本的降低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于等温锻造模具保护的涂料及应用，以解决现有技术中等温锻造模具使用寿命短、维护成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于等温锻造模具保护的涂料，按重量份计，涂料由20～30份的玻璃粉A、5～10份的玻璃粉B、2～10份的TiO₂、0～15份的MgO、0～5份的CaO、0～20份的Cr₂O₃、1～5份的高岭土、0～5份的钠长石、20～30份的溶剂和5～10份的粘结剂组成；其中，按重量份计，玻璃粉A由30～45份的SiO₂、10～15份的Al₂O₃、3～5份的B₂O₃、0～5份的K₂O和5～10份的CaO组成；玻璃粉B由15～30份的SiO₂、5～10份的Al₂O₃、15～25份的B₂O₃、10～20份的K₂O、1～5份的MgO和10～15份的CaO组成。