CN102532962A - 一种高温防粘材料涂层及其制作应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温防粘材料涂层及其制造应用方法，该高温防粘材料涂层具有自润滑材料颗粒、包覆材料和耐高温粘合剂；自润滑材料颗粒的粒径为微米级；包覆材料包覆自润滑材料颗粒；耐高温粘合剂的熔点高于包覆材料的熔点，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起形成高温防粘材料涂层；以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起即形成高温防粘材料，该高温防粘材料涂层制造工艺简单，应用方法灵活，适应1600度的高温，有效地防止了冶金环境中液体状态金属遇冷回变成固体粘在设备上，应用广泛，安全可靠。

Description

一种高温防粘材料涂层及其制作应用方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，特别涉及一种在高温冶金环境中液体状态金属遇冷回变成固体粘在设备上的高温防粘材料涂层及其制作应用方法。

背景技术

钢铁冶炼温度一般在1600左右，所以材料应该在这个温度范围内正常工作，防粘主要是解决金属遇冷凝结和冶金过程中产生的废渣粘接在设备或模具上，在冶金冶炼过程中，由于金属冶炼在生产工艺中高温技术液体及产生有很多废渣，很容易遇冷变成固态，粘接摘设备上，很难清除，积累多了影响生产工艺操作，严重的能影响生产效率和产品质量。由于高温环境，工人人工处理困难，而且比较危险，是一个世界范围的工艺难题。例如：冶金炉，炉内温度1600度，钢水位液体，冶金设备为钢壳包覆的耐火材料炉体，当炉内钢水及钢渣在冶炼过程中吹氧加热，沸腾出炉体时，在吹氧氧枪和钢制炉壳上凝结，很难清除，采用高温防粘材料涂层技术能有效解决金属粘接问题。

本人在以前发明了采用把金属包覆的润滑材料用金属粘和剂用超音速喷涂和等离子喷涂方法喷涂到金属物体上，能有效地耐1000度高温防粘，到由于金属粘合剂本事为金属，耐高温有限，只能耐1100度温度，不耐高温，影响使用频率和使用环境。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高温防粘材料涂层及其制造使用方法，该高温防粘材料涂层制造工艺简单，应用方法灵活，适应1600度的高温，有效地防止了冶金环境中液体状态金属遇冷回变成固体粘在设备上，应用广泛，安全可靠。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种高温防粘材料涂层，具有自润滑材料颗粒、包覆材料和耐高温粘合剂；自润滑材料颗粒的粒径为微米级；包覆材料包覆所述的自润滑材料颗粒；耐高温粘合剂的熔点高于所述的包覆材料的熔点，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起形成高温防粘材料涂层；

自润滑材料为氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银、镍、铜、铝等金属，氧化铝等陶瓷，磷酸盐类中的一种或几种，也可以用稀土材料；

包覆材料为金属、或为陶瓷、或为合金为镍、铜、铝等金属，氧化铝等陶瓷，磷酸盐类，稀土材料；包覆材料形成的包覆层的厚度远远小于自润滑材料颗粒的粒径，易破碎；

耐高温粘合剂为磷酸二氢铝；

一种高温防粘材料涂层的制作方法，为：

1)选取自润滑材料，将自润滑材料造粒，粒径为纳米级，微米级；自润滑材料包括氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银中一种或几种。

2)选取包覆材料，采用化学沉积法或物理包覆法将自润滑材料颗粒包覆，包覆层厚度为纳米或几微米，制造成易破碎的复合材料颗粒。可。易破碎的复合材料颗粒与自润滑材料本身相比，有很好的真空抗氧化性能和加工工艺性能。

3)以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起；

4)上述粘结在一起的自润滑材料颗粒粘在80度100度温度下固化，

在140-160度下表面钝化形成抗高温材料，即形成高温防粘材。

一种高温防粘材料涂层的应用方法，该方法为将以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起即形成高温防粘材料喷涂在需保护的设备上形成高温防粘材料涂层；

高温防粘材料涂层从设备表面到涂层的表面，包覆好的自润滑材料颗粒的比例逐渐增多。

需要保护的设备的表面需要用溶剂清洗打磨法，提高表面粗糙度。

本发明高温防粘材料涂层，将自润滑材料造粒，根据不同的需要粒径可以从纳米级到微米级不等。1)自润滑材料包括氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银等材料。

2)包覆润滑材料，根据防粘涂层的性能，采用耐高温金属或非金属完全包覆或不完全包覆润滑材料，包覆层厚度为纳米或几微米。制造成易破碎的复合材料颗粒。可采用化学沉积法或物理包覆法。易破碎的复合材料颗粒与自润滑材料本身相比，有很好的真空抗氧化性能和加工工艺性能。

3)将冶金设备(金属或非金属均可)表面处理干净。采用喷砂法，或用溶剂清洗打磨法。提高表面粗糙度。

4)根据不同的冶金设备，采用不同性能的磷酸二氢铝和冶金设备机体粘合，其有很宽的膨胀系数。与冶金设备基体有高结合强力，热震性好。

5)以磷酸二氢铝为粘合剂，将易破碎的复合材料颗粒。粘接在一起，磷酸二氢铝起到几个作用，a)将易破碎的复合材料颗粒再次包覆，由于磷酸二氢铝自身的耐高温性能，再次包覆的易破碎的复合材料颗粒起到了耐高温真空抗氧化作用，防止自润滑材料氧化分解，b)粘接作用，将易破碎的复合材料颗粒粘接在一起，起到了骨架作用。

6)以不同比例的耐高温磷酸二氢铝和易破碎的复合材料颗粒。制成混合材料，冶金设备机体向外层，易破碎的复合材料颗粒的比例逐步增加。然后分多次喷刷，制造出由里到外粘接强力逐渐下降的高温防粘的材料涂层。使高温防粘的材料涂层在有外力的情况下能有外面的涂层逐渐分层破碎，

易破碎的复合材料颗粒在外力或附着物自身重力的作用下，外壁破裂，里面的自润滑材料释放出来，在一定的时间内起到防粘作用。由于涂层外面的强力比较里面的逐渐降低，使得涂层由外向里逐层破碎消耗掉而不至使涂层整体因外力脱落，从而保证耐高温防粘涂层根据不同的冶金设备性能，有很长的使用寿命。

7)在最外层除了不同比例的耐高温磷酸二氢铝易破碎的复合材料颗粒外，还可以添加部分其他高温自润滑材料，如氟化钙，氟化钡等材料，是表面润滑性提高。

8)耐高温磷酸二氢铝和易破碎的复合材料颗粒在90度固化，150度表面钝化形成抗高温材料，从而使耐高温防粘涂层又低温固化，高温使用的优异的工艺性能。

耐高温防粘涂层使冶金设备或模具在一定周期内防粘金属或其它冶金材料，使冶金设备或模具表面清洁，解决了冶金生产过程中得粘接问题，特别是炼钢吹氧氧枪的粘钢问题，避免了清洁时间，节约了由于设备粘接造成的停工修复修理时间，提高了生产效率。由于氧枪粘钢达到几米高度，工人处理粘钢的氧枪时很困难，几米高度的钢渣掉下来也很危险，耐高温防粘涂层也解决了由于人工处理粘钢氧枪造成的工人工作条件恶劣和工作安全问题。

附图说明：

图1：本发明一种高温防粘材料涂层的示意图。

具体实施方式：

实施例1：如图1所示(实际上颗粒是大小有差别，且不规则排列，为了表示清楚，这里有规则排列)：

一种高温防粘材料涂层，具有自润滑材料颗粒1、包覆材料2和耐高温粘合剂3；自润滑材料颗粒的粒径为微米级，100微米；包覆材料2为镍(镍、铜、铝等金属，氧化铝等陶瓷，磷酸盐类，或为稀土材料)包覆所述的自润滑材料颗粒1；耐高温粘合剂3的熔点高于所述的包覆材料2的熔点，将包覆好的自润滑材料颗粒1粘结在一起形成高温防粘材料涂层；

自润滑材料为氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银、镍、铜、铝等金属，氧化铝等陶瓷，磷酸盐类中的一种或几种；

包覆材料为金属、或为陶瓷、或为合金；包覆材料形成的包覆层的厚度远远小于自润滑材料颗粒的粒径，易破碎；

耐高温粘合剂为磷酸二氢铝；

一种高温防粘材料涂层的制作方法，为：

1)选取自润滑材料，将自润滑材料造粒，粒径为纳米级，微米级；自润滑材料包括氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银中一种或几种。

2)选取包覆材料，采用化学沉积法或物理包覆法将自润滑材料颗粒包覆，包覆层厚度为纳米或几微米，制造成易破碎的复合材料颗粒。可。易破碎的复合材料颗粒与自润滑材料本身相比，有很好的真空抗氧化性能和加工工艺性能。

3)以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起；

4)上述粘结在一起的自润滑材料颗粒粘在80度100度温度下固化，

在140-160度下表面钝化形成抗高温材料，即形成高温防粘材。

一种高温防粘材料涂层的应用方法，该方法为将以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起即形成高温防粘材料喷涂在需保护的设备上形成高温防粘材料涂层；

高温防粘材料涂层从设备表面到涂层的表面，包覆好的自润滑材料颗粒的比例逐渐增多。

需要保护的设备的表面需要用溶剂清洗打磨法，提高表面粗糙度。

本发明高温防粘材料涂层，将自润滑材料造粒，根据不同的需要粒径可以从纳米级到微米级不等。自润滑材料包括氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银等材料。

2)包覆润滑材料，根据防粘涂层的性能，采用耐高温金属或非金属完全包覆或不完全包覆润滑材料，包覆层厚度为纳米或几微米。制造成易破碎的复合材料颗粒。可采用化学沉积法或物理包覆法。易破碎的复合材料颗粒与自润滑材料本身相比，有很好的真空抗氧化性能和加工工艺性能。

3)将冶金设备(金属或非金属均可)表面处理干净。采用喷砂法，或用溶剂清洗打磨法。提高表面粗糙度。

4)根据不同的冶金设备，采用不同性能的磷酸二氢铝和冶金设备机体粘合，其有很宽的膨胀系数。与冶金设备基体有高结合强力，热震性好。

5)以磷酸二氢铝为粘合剂，将易破碎的复合材料颗粒。粘接在一起，磷酸二氢铝起到几个作用，a)将易破碎的复合材料颗粒再次包覆，由于磷酸二氢铝自身的耐高温性能，再次包覆的易破碎的复合材料颗粒起到了耐高温真空抗氧化作用，防止自润滑材料氧化分解，b)粘接作用，将易破碎的复合材料颗粒粘接在一起，起到了骨架作用。

6)以不同比例的耐高温磷酸二氢铝和易破碎的复合材料颗粒。制成混合材料，冶金设备机体向外层，易破碎的复合材料颗粒的比例逐步增加。然后分多次喷刷，制造出由里到外粘接强力逐渐下降的高温防粘的材料涂层。使高温防粘的材料涂层在有外力的情况下能有外面的涂层逐渐分层破碎，

易破碎的复合材料颗粒在外力或附着物自身重力的作用下，外壁破裂，里面的自润滑材料释放出来，在一定的时间内起到防粘作用。由于涂层外面的强力比较里面的逐渐降低，使得涂层由外向里逐层破碎消耗掉而不至使涂层整体因外力脱落，从而保证耐高温防粘涂层根据不同的冶金设备性能，有很长的使用寿命。

7)在最外层除了不同比例的耐高温磷酸二氢铝易破碎的复合材料颗粒外，还可以添加部分其他高温自润滑材料，如氟化钙，氟化钡等材料，是表面润滑性提高。

8)耐高温磷酸二氢铝和易破碎的复合材料颗粒在90度固化，150度表面钝化形成抗高温材料，从而使耐高温防粘涂层又低温固化，高温使用的优异的工艺性能。

耐高温防粘涂层使冶金设备或模具在一定周期内防粘金属或其它冶金材料，使冶金设备或模具表面清洁，解决了冶金生产过程中得粘接问题，特别是炼钢吹氧氧枪的粘钢问题，避免了清洁时间，节约了由于设备粘接造成的停工修复修理时间，提高了生产效率。由于氧枪等设备粘钢达到几米高度，工人处理粘钢的氧枪时很困难，几米高度的钢渣掉下来也很危险，耐高温防粘涂层也解决了由于人工处理粘钢氧枪造成的工人工作条件恶劣和工作安全问题。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温防粘材料涂层，其特征在于：该高温防粘材料涂层具有自润滑材料颗粒、包覆材料和耐高温粘合剂；所述的自润滑材料颗粒的粒径为微米级；所述的包覆材料包覆所述的自润滑材料颗粒；所述的耐高温粘合剂的熔点高于所述的包覆材料的熔点，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起形成高温防粘材料涂层。

2.根据权利要求1所述的高温防粘材料涂层其特征在于：所述的自润滑材料为氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银、镍、铜、铝、氧化铝、磷酸盐类中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的高温防粘材料涂层其特征在于：所述的包覆材料为金属、或为陶瓷、或为合金；所述的包覆材料形成的包覆层的厚度远远小于所述的自润滑材料颗粒的粒径，易破碎。

4.根据权利要求1所述的高温防粘材料涂层其特征在于：所述的耐高温粘合剂为磷酸二氢铝。

5.一种如权利要求1所述的高温防粘材料涂层的制作方法，其特征在于：该方法为：

1)选取自润滑材料，将自润滑材料造粒，粒径为纳米级，微米级；自润滑材料包括氮化硼，石墨、氟化钙、氟化钡、三氧化二铬、银、镍、铜、铝、氧化铝、磷酸盐类中一种或几种。

2)选取包覆材料，采用化学沉积法或物理包覆法将自润滑材料颗粒包覆，包覆层厚度为纳米或几微米，制造成易破碎的复合材料颗粒。可。易破碎的复合材料颗粒与自润滑材料本身相比，有很好的真空抗氧化性能和加工工艺性能。

3)以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起；

4)上述粘结在一起的自润滑材料颗粒粘在80度100度温度下固化，

在140-160度下表面钝化形成抗高温材料，即形成高温防粘材。料。

6.一种如权利要求所述1或5的高温防粘材料涂层的应用方法，其特征在于：该方法为将以磷酸二氢铝为粘合剂，将包覆好的自润滑材料颗粒粘结在一起即形成高温防粘材料喷涂在需保护的设备上形成高温防粘材料涂层。

7.根据权利要求6所述的高温防粘材料涂层的应用方法，其特征在于：所述的高温防粘材料涂层从设备表面到涂层的表面，包覆好的自润滑材料颗粒的比例逐渐增多。

8.根据权利要求6所述的高温防粘材料涂层的应用方法，其特征在于：所述的需要保护的设备的表面需要用溶剂清洗打磨法，提高表面粗糙度。