CN103482872B - 一种钛合金玻璃陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钛合金玻璃陶瓷涂料及其制备方法，属于陶瓷涂料生产技术领域，其制备方法为称取SiO260~70份、TiO210~20份、Al2O31~5份、B2O31~5份、MgCO30.5~1份、CaCO30.5~1份、K2CO30.1~0.5份、Na2CO30.1~0.5份、V2O50.1~0.5份、MoO30.1~0.5份、WO30.1~0.5份，将以上材料混合均匀，在1200~1300℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨30~40h，过200~300目筛子，与水1~5份、高岭土1~5份、Al（H2PO4）30.1~0.5份、C24H38O40.1~0.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料；采用本方法制备的钛合金玻璃陶瓷涂料使用温度范围宽，使用温度较高。

Description

一种钛合金玻璃陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备玻璃陶瓷涂料的方法，具体涉及一种制备钛及钛合金玻璃陶瓷涂料的方法，属于陶瓷涂料生产技术领域。
背景技术
钛合金由于具有高强度、低密度、优良的耐腐蚀能力和复合结构兼容性等优点，被广泛应用于航空航天、化学、船舶等领域。钛合金热加工过程的氧化是棘手的工程问题，如超塑成形/扩散连接、等温锻造、板料热旋压等在900℃左右进行，成形时间在2h左右。在锻造加热过程中，实际炉内坯料的表面受热温度常常很高(接近1000℃)，钛合金因氧化而在表面生成硬而脆的氧化层，严重影响锻造成形，且对成形零件的塑性和韧性造成损害，去除这个氧化层不仅费力耗时而且造成材料损失(占投料量2.2%以上)。因此，方便廉价地解决钛合金的表面防氧化问题受到关注。
钛合金的表面采用涂层保护，使钛合金在热加工过程不被氧化是提高钛合金产品质量和材料利用率的一种有效方法。采用高温保护技术，即在工件进行热加工前涂覆耐高温玻璃-陶瓷涂料，热处理时该涂料以熔融态包覆于工件表面，形成完整的保护膜，隔绝了高温炉气和钛合金表面的直接接触，保护其不被氧化，工件冷却后涂层易于去除。涂料只有在一定条件下在工件表面形成液态或粘滞态的涂层，才起保护作用。涂层的形成过程为在高温作用下由均匀分散的固体颗粒所构成的、松散结构的、多孔层在短时间内转变为液态或粘滞态，从而形成不透气的致密保护层。在涂层熔化时涂层厚度减小、密度增大、多孔性急剧降低，形成了连续的、粘滞的SiO2四面体为骨架的网络结构，各四面体通过角顶连接成为三维网络结构，其中碱金属氧化物的金属离子填充在网络结构的空穴中，这样就形成了致密的隔气层，因此高温炉气很少能穿透熔融涂层达到钛合金表面，减少了钛合金被氧化的可能，因而实现了保护防氧化的功能。
201110324001.8公开了一种高温防氧化玻璃-陶瓷涂料及其制备方法，其涂料是通过高温固相反应制得的硅酸盐玻璃粉体、二氧化硅碱溶胶及聚氨酯混合而成，但是对钛合金的润湿作用差，不适宜用于钛合金的涂层保护。200510048033.4公开的一种制备钛及钛合金玻璃陶瓷涂层的方法，但是存在制备工艺复杂、涂料使用温度范围较窄或使用温度过低，不能满足高温防氧化需求等问题。因此，研究一种制备工艺简单、涂料使用温度范围宽且使用温度较高的钛合金玻璃陶瓷涂料的适应了市场的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛合金玻璃陶瓷涂料，该涂料使用温度范围宽，使用温度较高。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO260~70份、TiO210~20份、Al2O31~5份、B2O31~5份、MgCO30.5~1份、CaCO30.5~1份、K2CO30.1~0.5份、Na2CO30.1~0.5份、V2O50.1~0.5份、MoO30.1~0.5份、WO30.1~0.5份、水1~5份、高岭土1~5份、Al（H2PO4）30.1~0.5份、C24H38O40.1~0.5份
本发明的另一个目的是提供一种钛合金玻璃陶瓷涂料的制备方法，包括如下步骤：
称取SiO260~70份、TiO210~20份、Al2O31~5份、B2O31~5份、MgCO30.5~1份、CaCO30.5~1份、K2CO30.1~0.5份、Na2CO30.1~0.5份、V2O50.1~0.5份、MoO30.1~0.5份、WO30.1~0.5份，将以上材料混合均匀，在1200~1300℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨30~40h，过200~300目筛子，与水1~5份、高岭土1~5份、Al（H2PO4）30.1~0.5份、C24H38O40.1~0.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
本发明涂料中加入B2O3、V2O5、WO3、MoO3等降低涂层熔体表面张力的氧化物，对钛
合金有很好的润湿作用，可在其表面形成致密的保护膜。本发明所制备的玻璃陶瓷涂料在600～1200℃较宽的温度范围内，能对钛合金基体提供有效的防氧化保护。与没有涂层
保护的基体相比，在涂层保护下，基体的氧化程度至少可减轻90%。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO275.5份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO30.5份、CaCO30.5份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份、水5份、高岭土5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份；
其制备方法包括如下步骤：
称取SiO275.5份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO30.5份、CaCO30.5份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份，将以上材料混合均匀，在1200℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨30h，过200目筛子，与水5份、高岭土5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。
实施例2
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO275份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO30.5份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份、水4份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份；
其制备方法包括如下步骤：
称取SiO275份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO30.5份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份，将以上材料混合均匀，在1300℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨35h，过200目筛子，与水4份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。
实施例3
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO275份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份、水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份；
其制备方法包括如下步骤：
称取SiO275份、TiO210份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份，将以上材料混合均匀，在1200℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨35h，过300目筛子，与水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。
实施例5
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO260份、TiO220份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份、水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份；
其制备方法包括如下步骤：
称取SiO260份、TiO220份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份，将以上材料混合均匀，在1250℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨40h，过300目筛子，与水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。
实施例4
一种钛合金玻璃陶瓷涂料，各组分的重量份为：
SiO265份、TiO215份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份、水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份；
其制备方法包括如下步骤：
称取SiO265份、TiO215份、Al2O35份、B2O35份、MgCO31份、CaCO31份、K2CO30.5份、Na2CO30.5份、V2O50.5份、MoO30.5份、WO30.5份，将以上材料混合均匀，在1250℃熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨35h，过250目筛子，与水3.5份、高岭土4.5份、Al（H2PO4）30.5份、C24H38O40.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料。

Claims (2)

1.一种钛合金玻璃陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：各组分的重量份为：
SiO260~70份、TiO210~20份、Al2O31~5份、B2O31~5份、MgCO30.5~1份、CaCO30.5~1份、K2CO30.1~0.5份、Na2CO30.1~0.5份、V2O50.1~0.5份、MoO30.1~0.5份、WO30.1~0.5份、水1~5份、高岭土1~5份、Al（H2PO4）30.1~0.5份、C24H38O40.1~0.5份。
2.一种钛合金玻璃陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：各组分的重量份为：
称取SiO260~70份、TiO210~20份、Al2O31~5份、B2O31~5份、MgCO30.5~1份、CaCO30.5~1份、K2CO30.1~0.5份、Na2CO30.1~0.5份、V2O50.1~0.5份、MoO30.1~0.5份、WO30.1~0.5份，将以上材料混合均匀，在一定温度熔炼，将熔体倒入冷水中淬冷成粒，球磨玻璃粒磨30~40h，过200~300目筛子，与水1~5份、高岭土1~5份、Al（H2PO4）30.1~0.5份、C24H38O40.1~0.5份混合后得到玻璃-陶瓷涂料；
所述的一定温度为1200~1300℃。
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