CN101585988B - 一种耐高温涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐高温涂料，包括以下组分及重量百分含量：石英粉45％-70％；水玻璃20％-45％；水溶性树脂4％-6％；水4％-8％。上述耐高温涂料的制备方法，是直接将各成分放在一起搅拌均匀制成。本发明的耐高温涂料生产工艺简单、生产成本低，可操作性强。将本发明的耐高温涂料涂敷在钢坯和金属零件表面后，可有效地对钢坯和金属零件表面与加热炉气进行隔离保护，并降低了金属在加热时的火耗，提高了金属收得率。

Description

一种耐高温涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别涉及一种耐高温涂料及其制备方法。

背景技术

热轧是将钢坯加热，然后由连轧机组对钢坯进行轧制，生产成尺寸符合规格的成品。热处理是对金属材料或零件加热到设定工艺温度后采用不同的冷却方法对材料进行冷却，以达到所要的力学性能和组织。

在实际生产中，热轧和热处理还存在以下问题：

(1)对特殊结构钢而言，为满足钢材的一些特定使用要求，特意在钢中添加了较高含量的碳、磷、硫、铜等元素(单独或多个元素同时添加)。这些较高含量的元素在钢中以单独或中间相等形式存在，往往熔点较低，且在常规的轧制温度范围内，其变形能力与钢的基体组织差异很大，易在常规轧制温度范围内产生异相(脆性相及其他相)析出。其原因是异相多在晶界富集，轧制加热过程中钢坯(或连铸坯)表面晶界低熔点异相发生融解或软化现象，造成晶界氧化，形成表面裂纹源，轧制时表面裂纹沿晶界扩展。对表面剥皮坯料，表面晶粒粗大，更易造成局部过热或过烧。另外，若坯料剥皮不净，坯料缺陷暴露，原可轧制焊合的缺陷经加热氧化反而无法焊合造成轧废，导致轧制裂纹，造成无法正常生产。

(2)对高合金钢、高温合金而言，一些铁基、镍基金属材料难变形、且变形温度范围窄，热加工过程困难。

(3)对高碳合金钢和零件表面有脱碳层深度要求的产品，通过控制加热炉气来保证产品脱碳层深度，不能达到技术标准要求。

为了解决上述问题，现在通常采用的方法是：

1、对上述特殊结构钢、高合金钢和高温合金，进行热模拟试验，寻找这类钢的最佳轧制温度，然后进行生产。但这类钢的成材率依然偏低。主要面临着三大困难：a、最佳热塑性变形温度狭窄，一般最佳变形温度波动范围在30～50℃；b、材料的主成份、残余元素及添加的其他微量元素偏析客观存在，若偏析超过限度，则必然造成最佳热塑性变形温度的偏移，导致局部过热或过烧；c、在对成品表面有较高要求，或坯料表面缺陷较多时，通常采取的方法是坯料剥皮。但剥皮清除缺陷的同时亦造成坯料表面晶粒粗大，更易造成局部过热或过烧。另外，若坯料剥皮不净，坯料缺陷暴露，原可轧制焊合的缺陷经加热氧化反而无法焊合造成轧废。所以，这些特殊结构钢、高合金钢、高温合金在特殊钢厂生产时，产量及成材率低。尽管产品附加值高，但是得不到相应的经济效果。

2、对高碳合金钢和零件表面有脱碳层深度要求的产品，钢坯和零件在加热出炉后通过火焰清理和控制轧制手段来保证产品脱碳层深度达到技术标准要求。但火焰清理金属损耗大(坯料金属损耗达2％)，且装备投资费用高。

还有一种方法是在金属材料表面涂敷一层耐高温涂料，但现有的耐高温涂料的耐热温度≤1050℃，不能满足钢坯加热大于1050℃的高温要求。另外，由于价格较高，亦不适用于附加值不高的金属零件热处理的表面保护。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种耐热温度更高的耐高温涂料及其制备方法，以满足金属材料热加工轧制的需要。

本发明的目的是这样实现的：一种耐高温涂料，包括以下组分及重量百分含量：

石英粉        45％-70％；

水玻璃        20％-45％；

水溶性树脂    4％-6％；

水            4％-8％。

所述的石英粉的粒度为300-500目。

所述的水溶性树脂选自聚丙烯酸钙、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯乙酸酯中的一种。

上述耐高温涂料的制备方法，包括以下步骤：

a、取配料量的石英粉和水玻璃搅拌均匀制成混合料；

b、向上述混合料中加入配料量的水搅拌均匀制成浆料；

c、向上述浆料中加入配料量的水溶性树脂搅拌均匀制成耐高温涂料。

本发明的耐高温涂料生产工艺简单、生产成本低，可操作性强。将本发明的耐高温涂料涂敷在钢坯和金属零件表面后，可有效地对钢坯和金属零件表面与加热炉气进行隔离保护，并降低了金属在加热时的火耗，提高了金属收得率。

本发明的耐高温涂料的耐热温度达1380℃，可用于热轧钢坯的表面涂层保护。在钢坯加热工序中，一方面起隔离氧化保护作用，另一方面可避免钢坯组织的异相(脆性相及其他相)析出而导致的过热或过烧现象；而且，若坯料剥皮不净，铸锭或铸坯缺陷暴露时，通过涂敷耐高温涂料，也可以使缺陷不致因加热氧化而无法轧制焊合。另一方面，由于涂料取材方便，价格低廉，可普遍适用于高碳合金钢及表面有脱碳层深度要求零件产品的表面保护。

具体实施方式

实施例1

首先取400目的石英粉50公斤、水玻璃40公斤搅拌均匀制成混合料，接着向混合料中加入5公斤水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中加入5公斤聚丙烯酸钙搅拌均匀，即制得本发明的一种耐高温涂料。

实施例2

首先取450目的石英粉70公斤、水玻璃20公斤搅拌均匀制成混合料，接着向混合料中加入4公斤水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中加入6公斤脲醛树脂搅拌均匀，即制得本发明的一种耐高温涂料。

实施例3

首先取500目的石英粉60公斤、水玻璃30公斤搅拌均匀制成混合料，接着向混合料中加入6公斤水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中加入4公斤三聚氰胺甲醛树脂搅拌均匀，即制得本发明的一种耐高温涂料。

实施例4

首先取350目的石英粉52公斤、水玻璃35公斤搅拌均匀制成混合料，接着向混合料中加入8公斤水搅拌均匀制成浆料，然后向浆料中加入5公斤聚乙烯乙酸酯搅拌均匀，即制得本发明的一种耐高温涂料。

本发明的高温涂料在使用时，是将涂料均匀涂于钢坯或金属零件表面，或将钢坯或金属零件浸泡于涂料中一段时间后起出，待干后进行加热。加热过程中，材料表面形成一层(0.1-1微米)致密的保护层，起到隔绝空气的作用；钢坯上的涂层经出炉高压水除鳞，可脱落完毕，金属零件上的涂层在金属零件热处理经冷却后可自行脆化破碎剥离。

采用本发明的耐高温涂料对铁路提速用弹簧钢60Si2CrVAT(C：0.56～0.64％；Si：1.40～1.80％；Cr：0.90～1.20％)进行了对比试验。对于未涂敷本发明的耐高温涂料的钢坯加热后，经高压水除鳞轧制至成品，表面脱碳层深度沿成品长度方向难以均匀地达到标准要求。通过对剥皮坯表面涂敷本发明的耐高温涂料，按原工艺轧制后，经成品表面脱碳层深度检验，线材全长达到表面了零脱碳。

采用本发明的耐高温涂料对45#钢中轴零件一批(40只)进行表面涂敷后再进行淬火处理，经580℃保温30分钟后水淬后，经表面脱碳层检验，结果表面脱碳层深度为零。

Claims (3)

1.一种耐高温涂料，其特征在于：包括以下组分及重量百分含量：

石英粉            45％-70％；

水玻璃            20％-45％；

水溶性树脂        4％-6％；

水                4％-8％；

所述的水溶性树脂选自聚丙烯酸钙、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯乙酸酯中的一种。

2.如权利要求1所述的耐高温涂料，其特征在于：所述的石英粉的粒度为300-500目。

3.如权利要求1所述的耐高温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、取配料量的石英粉和水玻璃搅拌均匀制成混合料；

b、向上述混合料中加入配料量的水搅拌均匀制成浆料；

c、向上述浆料中加入配料量的水溶性树脂搅拌均匀制成耐高温涂料。