CN103374243A - 一种涂料、耐高温腐蚀涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂料，包括粘结剂及金属粉末，其中粘结剂包括8-12重量份的水、1.5-3重量份的磷酸、1.6-2.6重量份的氧化镁、及0.2-0.6重量份的氧化铬；金属粉末包括1.5-2.5重量份的铝粉及2.5-3.5重量份的硅粉；粘结剂与金属粉末的重量百分比介于2.5至7之间。本发明还提供一种采用上述涂料制得的耐高温腐蚀涂层及涂层的制备方法。所得的涂层可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。

Description

一种涂料、耐高温腐蚀涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂层制备技术，尤其涉及一种涂料、耐高温腐蚀涂层及其制备方法。
背景技术
由于汽车发动机及排气系统部位工作环境恶劣，在高温下较易发生氧化腐蚀，因此一般需要在这些部位形成防腐涂层进行保护。因此，如何提高防腐涂层的耐高温腐蚀能力成为防腐涂层开发中的一个重要议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提升抗高温氧化腐蚀性能的防腐涂料、涂层及其制备方法。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种涂料，包括粘结剂及金属粉末，其中粘结剂包括8-12重量份的水、1.5-3重量份的磷酸、1.6-2.6重量份的氧化镁、及0.2-0.6重量份的氧化铬；金属粉末包括1.5-2.5重量份的铝粉及2.5-3.5重量份的硅粉；粘结剂与金属粉末的重量百分比介于2.5至7之间。
作为上述涂料的进一步改进，粘结剂包括10重量份的水、2.5重量份的磷酸、2.1重量份的氧化镁、及0.4重量份的氧化铬；粘结剂与金属粉末的重量百比为30：7。
作为上述涂料的进一步改进，粘结剂包括9重量份的水、2重量份的磷酸、1.8重量份的氧化镁、及0.3重量份的氧化铬。
一种由上述的涂料经喷涂、烘干形成的耐高温腐蚀涂层，所述耐高温腐蚀涂层包括磷酸盐、硅酸盐、及铝酸盐，且涂层中镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96-1.56、0.1-0.31、0.21-1、0.38-1.4。
一种耐高温腐蚀涂层的制备方法，其包括：配制粘结剂，粘结剂包括8-12重量份的水、1.5-3重量份的磷酸、1.6-2.6重量份的氧化镁、及0.2-0.6重量份的氧化铬；向粘结剂中加入金属粉末并搅拌均匀得到涂料，金属粉末包括1.5-2.5重量份的铝粉及2.5-3.5重量份的硅粉，粘结剂与金属粉末的重量百分比介于2.5至7之间；将涂料喷到基体的表面并进行烘干；在340℃到360℃温度范围下固化0.5小时至1.5小时得到耐高温腐蚀涂层。
作为上述耐高温腐蚀涂层的制备方法的进一步改进，进一步包括，在固化后于1000℃到1100℃的温度下经过真空高温扩散处理1.5h至2.5h。
根据上述制备方法制备的涂层，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的涂料、耐高温腐蚀涂层及其制备方法其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。
涂料组成
粘结剂，具体可包括水（H2O）、磷酸（H3PO4）、氧化镁（MgO）、氧化铬（CrO3），每个组份的质量份数分别为8-12、1.5-3、1.6-2.6、0.2-0.6；
金属粉末，具体可包括铝粉（Al）及硅粉(Si)，铝粉与硅粉的质量份数分别为1.5-2.5、2.5-3.5。
粘结剂与金属粉末的质量份数分别为25-35、5-10，即粘结剂与金属粉末的质量百分比介于2.5至7之间。
可以理解，MgO与CrO3质量份数为1.6-2.6、0.2-0.6，换算成镁(Mg)与铬（Cr）的质量份数为0.96-1.56、0.1-0.31。
根据粘结剂与金属粉末的质量份数，换算出涂料中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96-1.56、0.1-0.31、0.21-1、0.36-1.4。
涂层制备
将上述涂料经充分搅拌均匀后，喷到基体的表面进行烘干，在340℃到360℃温度范围下固化0.5小时(h)至1.5h，优选地，在固化完成后还可在1000℃到1100℃的温度下经过真空高温扩散处理1.5h至2.5h，完成涂层制备。
涂层组成
经过上述固化及高温扩散处理后，氧化物及金属粉与磷酸、水等结合反应，形成组成复杂的组合物，具体例如可包括磷酸盐、硅酸盐、及铝酸盐。涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96-1.56、0.1-0.31、0.21-1、0.38-1.4。
实施例1
将H2O、H3PO4、MgO、CrO3按照质量份数10：2.5：2.1：0.4的比例配制粘结剂，后加入金属粉末(Al粉和Si粉质量份数为2：3）配制成料浆（粘结剂与金属粉质量份数为30：7，经充分均匀搅拌后得到涂料，均匀喷到基体的表面并进行烘干。试样于350℃×1h固化后，在1050℃×2h下经过真空高温扩散处理，涂层制备完成。上述制备的涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：1.26、0.21、0.47、0.7，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
实施例2
将H2O、H3PO4、MgO、CrO3按照质量份数8：1.5：1.6：0.2的比例配制粘结剂，后加入金属粉末(Al粉和Si粉质量份数为1.5：3.5）配制成料浆（粘结剂与金属粉质量份数为25：10，经充分均匀搅拌后得到涂料，均匀喷到基体的表面并进行烘干。试样于340℃×1h固化后，在1000℃×1.5h下经过真空高温扩散处理，涂层制备完成。上述制备的涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96、0.1、0.6、1.4，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
实施例3
将H2O、H3PO4、MgO、CrO3按照质量份数12：3：2.6：0.6的比例配制粘结剂，后加入金属粉末(Al粉和Si粉质量份数为2.5：2.5）配制成料浆（粘结剂与金属粉质量份数为35：5，经充分均匀搅拌后得到涂料，均匀喷到基体的表面并进行烘干。试样于360℃×1.5h固化后，在1100℃×2.5h下经过真空高温扩散处理，涂层制备完成。上述制备的涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：1.56、0.31、0.36、0.36，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
实施例4
将H2O、H3PO4、MgO、CrO3按照质量份数9：2：1.8：0.3的比例配制粘结剂，后加入金属粉末(Al粉和Si粉质量份数为2：3）配制成料浆（粘结剂与金属粉质量份数为25：10，经充分均匀搅拌后得到涂料，均匀喷涂到基体的表面并进行烘干。试样于350℃×1h固化后，在1050℃×2h下经过真空高温扩散处理，涂层制备完成。上述制备的涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：1.08、0.16、0.8、1.2，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
实施例5
将H2O、H3PO4、MgO、CrO3按照质量份数8：1.5：1.6：0.2的比例配制粘结剂，后加入金属粉末(Al粉和Si粉质量份数为2：3）配制成料浆（粘结剂与金属粉质量份数为35：5，经充分均匀搅拌后得到涂料，均匀喷涂到基体的表面并进行烘干。试样于350℃×1h固化后，在1050℃×2h下经过真空高温扩散处理，涂层制备完成。上述制备的涂层中，镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96、0.1、0.21、0.36，可在1000℃长时间工作，使基体有良好的综合性能，有利于提高合金的抗高温氧化腐蚀性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种涂料，其特征在于，包括：
粘结剂及金属粉末，其中粘结剂包括8-12重量份的水、1.5-3重量份的磷酸、1.6-2.6重量份的氧化镁、及0.2-0.6重量份的氧化铬；金属粉末包括1.5-2.5重量份的铝粉及2.5-3.5重量份的硅粉；粘结剂与金属粉末的重量百分比介于2.5至7之间。
2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，粘结剂包括10重量份的水、2.5重量份的磷酸、2.1重量份的氧化镁、及0.4重量份的氧化铬；粘结剂与金属粉末的重量百比为30：7。
3.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，粘结剂包括9重量份的水、2重量份的磷酸、1.8重量份的氧化镁、及0.3重量份的氧化铬。
4.一种由权利要求1所述的涂料经喷涂、烘干形成的耐高温腐蚀涂层，所述耐高温腐蚀涂层包括磷酸盐、硅酸盐、及铝酸盐，且涂层中镁、铬、铝、硅的质量份数分别为：0.96-1.56、0.1-0.31、0.21-1、0.38-1.4。
5.一种耐高温腐蚀涂层的制备方法，其包括：
配制粘结剂，粘结剂包括8-12重量份的水、1.5-3重量份的磷酸、1.6-2.6重量份的氧化镁、及0.2-0.6重量份的氧化铬；
向粘结剂中加入金属粉末并搅拌均匀得到涂料，金属粉末包括1.5-2.5重量份的铝粉及2.5-3.5重量份的硅粉，粘结剂与金属粉末的重量百分比介于2.5至7之间；
将涂料喷到基体的表面并进行烘干；
在340℃到360℃温度范围下固化0.5小时至1.5小时得到耐高温腐蚀涂层。
6.如权利要求5所述的耐高温腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，进一步包括，在固化后于1000℃到1100℃的温度下经过真空高温扩散处理1.5h至2.5h。
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