CN1071466A - 低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属无机防腐涂层的工艺方法,
在金属表面由两个层次构成,即“低温渗蚀”和稀土无
机陶瓷面层复合而成,低温渗铝采用铁铝粉为填料,
铝粉为渗剂,三氯化铝为催化剂、渗铝温度为500~
570℃保温时间6~24小时,渗铝后金属表面用丙酮
或四氯化碳清洗后,在其表面喷涂稀土陶瓷溶液,经
干燥、电炉中固化,取出冷却之工艺。其优点是:工艺
方法简单、低温渗铝、抗热腐蚀能力强,是一种不锈钢
表面抗点蚀的理想工艺方法。
Description
本发明涉及一种金属防腐涂层的工艺方法。
目前在不锈钢表面进行固体渗铝早已被应用,如英国专利1241199,据了解,这种渗层实际上是一层铝合金层,处理时将金属零件埋入30~60%的铝粉和30~60%,经过锻烧的氧化铝混合物中,混合物的总重量为80~99%,其余为1~20%能够产生气相氯离子源的物质,零件在其中于480~550℃下加热6~24小时,气相氯离子源的物质应在大部分热处理时间内保证供应气相离子,在实际应用中渗铝是用粉末铝的混合物,放入坩埚再放入炉中,加热到500℃,然后保持24小时,从炉中取出坩埚,以形成渗铝层,采用固体渗铝的缺点这种方法是渗剂的热透率低,温度分布不均匀,梯度大,渗透不稳定,渗层有微孔难以达到高标准的防点蚀技术要求。
经国际联机检索均查不到低温渗铝稀土+无机陶瓷涂层作为金属防腐涂层的相关技术。
本发明的目的提供一种不锈钢防护涂层的制备工艺方法,采用低温渗铝层加稀土无机陶瓷面层复合而成,有效的解决了不锈钢表面的抗点蚀,提高不锈钢基材的抗氧化性能,抗热振性能,耐盐雾腐蚀性能及防热削落现象产生。
本发明的设计方案是在不锈钢表面形成两个层次构成的防护涂层,即是“低温渗铝层”加“稀土无机陶瓷面层”复合而成,其制备工艺方法如下:
1、低温渗铝:采用铁铝粉为活性填料,铝粉为渗剂,三氯化铝为摧化剂,所含原料配方比例(重量比):
铁铝粉 30~70%
三氯化铝 1~10%
铝粉 30~50%
获得涂层厚度为10~80μm渗铝层。
其中填料可采用氧化铝或刚玉粉;催化剂可采用氯化锡,氯化铵、磺化铵、氯化铁等卤素族化合物。
低温渗铝工艺采用气体封闭式粉末包装法,渗铝入炉方式为冷装炉,渗铝温度为500~570℃,保温时间6~24小时,冷却方式为出炉快冷。
2、稀土无机陶瓷面层由三类原料构成:含SlO2的原料:有水玻璃、硅溶胶、硅胶、有机硅溶液、气相二氧化硅、石英粉;含B2O3的原料有:硼砂、硼矸、硼酸、氟硼酸钠;含RE2O3的原料有:氯化稀土、氧化稀土、氟化稀土、草酸稀土、硝化稀土。
所采用的配方比例(重量比):
SlO230~80%
B2O310~50%
RE2O30~10%
Na2O 0~25%
将以上三种原料经融制后,得到固化含量为4.5~17%的稀土陶瓷溶液涂料,其中含SlO2重量比3.5~15%,稀土含量(RE2O3)为0.2~2%。
陶瓷面层涂覆工艺,是将渗铝或金属基材经喷丸或光饰(采用干喷丸或湿喷丸)后,经丙酮、四氯化碳、酒精等洗液清洗后,将稀土陶瓷溶液喷涂到处理后的试样表面,室温干燥10~30分钟,放入烘箱中80~100℃烘干后,再放到300℃~400℃电炉中固化10~30分钟,取出冷却到室温,放入水中清洗,如封孔仅需喷涂一遍;形成薄膜需喷2~3遍;厚膜则需喷3遍以上。
本发明低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层的优点:
1、渗铝剂具有热透性好,温度分布均匀,能长时间保持稳定渗速、填料对铝浓度起调节作用,利用铁铝粉做活性填料要比用氧化铝粉提前2~3小时热透,渗剂使渗层增重在2.5~4mg/cm2范围内变化,工件基本保持在10~20μm的均匀一致渗层,渗剂在200小时以内渗速不衰减,保持在初始状态,铁铝粉在铝含量过高时,吸收活性铝原子成为被渗体,在铝含量低时放出活性铝原子成为渗剂,从而调节渗剂中铝的浓度,使之成为标准渗剂。
2、稀土无机陶瓷面层与通常的含钠、钾、锂等硅酸水溶液(水玻璃)相比,具有潜伏性固化剂B2O3和RE2O3,因而易于固化,形成不溶于水的硅硼酸结构,由于固化时所形成的硅硼酸钠和硅硼酸稀土类型的稳定陶瓷结构,故钠原子被固定而不能水解,使涂层返碱失效,稀土原子的加入所形成的硅硼酸结构有利于抗氧化、耐盐蚀性能的提高。
3、施工工艺安全可靠、简单易行。
采用固体粉末渗铝,要比其它方式如膏剂法、热浸法、喷涂法获得铝涂层简单易行,无须特殊的设备即可获得高质量的渗层。稀土无机陶瓷面层采用喷涂的方式经三个循环就可以获得3~6μm的面层,而用水玻璃需浸沾10个循环才能获得同样厚度的陶瓷面层,因而保证了施工质量,缩短工期,降低了成本。
本发明实施例1
用Al粉30%,Fe-Al粉65% AlCl3粉5%,在540℃下保温19小时,14μm渗铝层,其表面铝浓度为52.11%,采用40% SlO2,30% B2O3,20% Na2O,10% RE2O3融制成的涂料喷涂3遍获得单位面积0.25mg/cm2增重(约厚5μm)的稀土无机陶瓷面层,面层表面含稀土量为1.25wt%。
实施例2
用Al 50%,Fe-Al 45%,AlCl31%,在570℃保温10小时获23μm渗铝层,表面铝含量52.9%用含50% SlO2,25% B2O3,15% Na2O,10% RE2O3融制成的涂料在渗铝层表面喷涂5遍,获单位面积增重0.54mg/cm2的面层,其厚度约为10μm,面层内含0.927%的稀土元素。
具体应用,可将此防护涂层涂覆在1Cr11Nl2WMov钢制的飞机发动机压气机叶片上,以防护叶片在使用过程中发生点腐蚀现象。
Claims (4)
1、一种低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层,其特征是低温渗铝采用铁铝粉为活性填料、铝粉为渗剂、三氯化铝为催化剂。
所含原料配方比例(重量比):
铁铝粉 30~70%
三氯化铝 1~10%
铝粉 30~50%
稀土无机陶瓷涂面层由三类原料构成含SiO2的原料,含B2O3的原料,含有RE2O3的原料。
所采用的配方比例(重量比)
SiO230~80%
B2O310~50%
RE2O30~10%
Na2O 0~25%
将以上三种原料融制后,得到固化含量为4.5~17%的稀土陶瓷溶液涂料,其中含SiO2重量比3.5~15%,稀土含量(RE2O6)为0.2~2%。
2、按权利要求1所述之低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层,其特征是稀土无机陶瓷涂层含SiO2原料有:水玻璃、硅溶胶、硅胶、有机硅溶液,气相二氧化硅、石英粉;含B2O3的原料有:硼砂、硼矸、硼酸、氟硼酸钠;含RE2O3的原料有:氯化稀土、氧化稀土,氟化稀土、草酸稀土、硝化稀土。
3、按权利要求1所述之低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层,其特征是低温渗铝中填料可采用氧化铝或刚玉粉;催化剂可采用氯化锡、氯化铵、碘化铵、氯化铁等卤素族化合物。
4、一种低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层之工艺,其特征是低温渗铝采用气体封闭式粉末包装法,渗铝入炉方式为冷装炉,渗铝温度为500~570℃,保温时间为6~24小时,冷却方式为出炉快冷;稀土无机陶瓷面层涂覆是将渗铝或金属基材经喷丸或光饰(采用干喷丸或湿喷丸)后,经丙酮、四氯化碳、酒精等洗液清洗后,将稀土陶瓷溶液喷涂到处理后的试样表面,室温干燥10~30分钟,放入烘箱中80~100℃烘干后,再放到300~400℃电炉中固化10~30分钟,取出冷却到室温,放入水中清洗,如封孔仅需喷涂一遍;形成薄膜需喷2-3遍;厚膜则需喷3遍以上。
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CN 91106263 CN1071466A (zh) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 低温渗铝+稀土无机陶瓷涂层和工艺 |
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- 1991-10-11 CN CN 91106263 patent/CN1071466A/zh active Pending
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