CN1054085C - 一种无机防渗碳涂料及其涂覆工艺 - Google Patents

一种无机防渗碳涂料及其涂覆工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种无机防渗碳涂料及其涂覆工艺，涂料的主要成份组成的重量比为：铬铁矿粉40-60份、白泥10-20份、无机硅酸盐溶液30-50份(玻美度为40-45)。本发明由于采用铬铁矿粉作为涂料的骨料，在高温浇注时，能在预埋钢件的表面形成防止碳原子进入的凝胶状物质和致密烧结层。本发明涂料成本低廉，配制和涂覆工艺简单易行。本发明涂料除应用于铸造中预埋钢件防渗碳处理外，在其它高温环境中可作为保护零部件表面防渗碳或防脱碳涂料。

Description

一种无机防渗碳涂料及涂覆工艺
本发明涉及铸造模型表面涂层的成份选择，特别涉及一种无机防渗碳涂料及其涂覆工艺。
在有些铸件的铸造过程中经常采用予埋钢件，没有经过处理的予埋钢件，当铁水浇注时，受高温铁水的作用，其表面渗碳后变脆，使其使用寿命大大降低。目前一般采用涂覆防渗碳涂料和喷涂的方法防止予埋钢件的渗碳问题，由于采用喷涂的方法劳动强度大，对人体和环境污染严重，且成本很高。传统的铝粉涂料防渗碳效果不好，目前市场上202涂料被公认为是防渗碳效果最好的涂料之一，但其价格过高，不利于推广应用。中国专利CN86106703A介绍了一种铸铁内嵌钢背表面无机防渗碳涂料及涂覆工艺，该涂料采用Si-Fe粉为骨料，以糖浆为粘结剂，混合时要加适量的水，而糖浆的耐高温性差，烘干温度大于250℃后，糖浆因碳化而失去粘性，搅拌时加水易造成涂挂性不好。
本发明的目的在于提供一种涂挂性、干强度都很好，配制及涂覆工艺简单，成本低廉的无机防渗碳涂料及涂覆工艺。
本发明的目的是通过下述方法实现的：利用铬铁矿粉作为骨料，加入白泥，再加入无机硅酸盐作为粘结剂，该无机防渗碳涂料的主要成份组成的重量比为：
       铬铁矿粉        40-60份
       白泥            10-20份
      无机硅酸盐溶液   30-50份(玻美度40--45)
在上述的无机防渗碳涂料中可以加入陶土2-5份。
本发明涂料的配制方法简单：将铬铁矿粉与白泥或再加陶土混合均匀，再加入无机硅酸盐溶液作为粘结剂搅拌均匀即可。予埋钢件在涂覆前，应先去油、去锈处理，再刷涂一层本发明涂料，可经2--5天晾干或经180--220℃保温1--3小时就可合箱浇注。
本发明涂料的防渗碳机理是：涂料中的某些组元，在高温浇注时能在予埋钢件表面形成凝胶状物质和致密烧结层，在高温铁水冷却和凝固过程中隔断或阻碍碳的扩散通道，使碳原子不能或减少其向予埋钢件表面的扩散。
本发明涂料的容重为1.17公斤/分米3，导热性能良好，在25℃时导热系数为0.1236W/M.K。从1060℃开始烧结变形收缩，半球点(即熔点)为1426℃，液化流动温度大于1600℃。
本发明涂料的有益效果是：由于采用了铬铁矿粉为骨料，成本大为降低，且利用无机硅酸盐作为粘结剂，其涂挂性和干强度都很好，防渗碳效果优异。而且其配制和涂覆工艺简易。
为检验本发明涂料的防渗碳效果，选取几种典型的涂料，进行渗碳试验，其涂料试样的热处理试验结果见表1。
表1
 试编 涂料类型 热处理工艺 渗碳层厚度mm 过度层厚度mm
 1-1 铝钒土涂料 980℃*10h     1.0   0.4
 1-2 本发明涂料 ″     不渗碳   不渗碳
 1-3 三氧化二铬 ″     不渗碳   不渗碳
 1-4 电刷镀 ″     1.0   0.4
 1-5 未涂 ″     1.8   0.4
附图说明图1是本发明涂料用于高炉冷却壁内冷却水钢管上浇注后的金相图50*图中1-冷却水钢管的涂层  2-冷却水钢管的基体组织  3-制样用的焦末粉
本发明用于高炉冷却壁内冷却水钢管生产工艺实施如下：
实施例1、首先取44份的铬铁矿粉、18份的白泥、2份的陶土混合均匀，再加入36份玻美度为42的硅酸钠溶液搅拌均匀，高炉冷却壁内冷却水钢管在涂覆前进行去油、去锈处理，再刷涂一层本发明涂料，然后进行200℃保温2小时的热处理，即可合箱浇注。铁水浇注温度为1250℃。
实施例2、首先取44份的铬铁矿粉、16份的白泥混合均匀，再加入40份玻美度为40的硅酸钠溶液搅拌均匀为止，高炉冷却壁内冷却水钢管在涂覆前必需进行去油、去锈处理，再刷涂一层本发明涂料，然后晾干2天，即可合箱浇注。铁水浇注温度为1250℃。
机械性能试样按GB6397-86的规定，采用短标距试样，试验结果见表2：
试样编号 初始状态 浇注温度℃ 抗垃强度MPa 延伸率％ 断口形貌
    1   原管   /   465   27 韧性断口
    2   涂本发明   1250   460   22 韧性断口
    3   未涂   1250   430   6 脆性断口
本发明涂料与202涂料、铝粉防渗碳涂料及未涂试样的渗碳试验结果见表3：
本发明涂料除应用于铸造中予埋钢件防渗碳处理外，也可在其它高温环境中作为保护零部件表面防渗碳或防脱碳涂料。表3
涂料 未涂  202涂料  本发明涂料 高炉冷却管涂铝粉
浇注温度℃ 1250  1240  1260  1300 浇铸试样 实物解剖
表层距离mm     每层含碳量(％)
0.0-0.25 0.71  0.52  0.39  0.45 0.61 0.76
0.25-0.5 0.73  0.48  0.34  0.39
0.5-0.75 0.66  0.27  0.25  0.37 0.52 0.72
0.75-1.0 0.53  0.32  0.21  0.31
0.0-1.25 0.51  0.28  0.25  0.27 0.46 0.66
1.25-1.5 0.50  0.26  0.16  0.23
1.5-1.75 0.33  0.25  0.19  0.22 0.38 0.65
1.75-2.0 0.34  0.24  0.16  0.23
2.0-2.25 0.30  0.23  0.20  0.23   /   /
2.25-2.5 0.29  0.22  0.21  0.21   /   /
2.5-2.75 0.27  0.21  0.20  0.16   /   /
2.75-3.0 0.25  0.21  /  /   /   /

Claims (4)

1、一种无机防渗碳涂料，其特征包括铬铁矿粉、白泥、无机硅酸盐溶液，其成份组成的重量比为：铬铁矿粉40-60份、白泥10-20份、无机硅酸盐溶液30-50份(玻美度为40-45)。
2、根据权利要求1所述的无机防渗碳涂料，其特征在于加入陶土2-5份。
3、根据权利要求1或2所述的无机防渗碳涂料的配制方法，其特征在于：将铬铁矿粉与白泥或再加陶土混合均匀，再加入无机硅酸盐溶液粘结剂搅拌均匀即可。
4、根据权利要求1或2所述的无机防渗碳涂料的涂覆工艺，其特征在于：予埋钢件在涂覆前，先去油、去锈处理，再刷涂一层本发明涂料，经2-5天晾干或经180-220℃保温1-3小时就可合箱浇注。
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