CN109252163A - 一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法 - Google Patents

一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于不锈钢表面的耐热涂层，所述耐热涂层包括下述质量百分比的成分：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％。本发明中的用于不锈钢表面的耐热涂层具有强度高、耐热性能好的优点。

Description

一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐热涂层材料技术领域，特别是涉及一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法。
背景技术
不锈钢和耐热钢广泛应用于建筑、机械制造、核工业等领域。在加热炉、烟道等高温腐蚀性等恶劣工况下，此类钢材构件的表面腐蚀严重，轻则产生裂纹，重则早成不锈钢和耐热钢表面层状氧化剥落，极大限制了不锈钢和耐热钢的使用，对钢材的使用寿命造成严重影响。
为减少不锈钢和耐热钢的高温腐蚀，减少氧化皮脱落以及延长使用寿命，主要采用的方法是对不锈钢材质改进、操作设备改进以及涂层涂覆技术等。其中，涂层技术由于工艺易于实施、成分易于调控，是最具市场潜力的方法。目前，涂层制备的方法很多，包括等离子喷涂技术，火焰喷涂，电弧喷涂，脉冲弧放电沉积，激光熔覆，溶胶凝胶，等离子渗，高温自蔓延，化学及物理气相沉积，高温固相反应法等。高温固相反应法由于操作方便、易于在企业实施，因而广泛应用在钢铁等行业。但是，现有技术中的不锈钢表面涂层的耐热性能和抗热震性仍不理想。
为此，有必要针对上述问题，提出一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于不锈钢表面的耐热涂层及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于不锈钢表面的耐热涂层，所述耐热涂层包括下述质量百分比的成分：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％。
优选的，所述耐热涂层的厚度为0.1～1mm。
优选的，所述耐热涂层的厚度为0.5mm。
优选的，所述粘结剂为纯钴粉末粘接剂。
优选的，所述不锈钢为镍基不锈钢。
本发明还提供一种用于不锈钢表面的耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％，加入一定量的去离子水，混合球磨8～12h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于100～150℃的条件下干燥1～2h，再置于马弗炉中以50～100℃/min的速率升温至1300～1400℃，保温5～10h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
优选的，步骤(2)中，先以50～100℃/min的速率升温至800～900℃，保温2～5h，再以相同的速率升温至1300～1400℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的用于不锈钢表面的耐热涂层具有强度高、耐热性能好的优点。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种用于不锈钢表面的耐热涂层，所述耐热涂层包括下述质量百分比的成分：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％。
其中，所述耐热涂层的厚度为0.1～1mm，优选的，所述耐热涂层的厚度为0.5mm。
本发明还公开一种用于不锈钢表面的耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％，加入一定量的去离子水，混合球磨8～12h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于100～150℃的条件下干燥1～2h，再置于马弗炉中以50～100℃/min的速率升温至1300～1400℃，保温5～10h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
其中，步骤(2)中，先以50～100℃/min的速率升温至800～900℃，保温2～5h，再以相同的速率升温至1300～1400℃。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的用于不锈钢表面的耐热涂层。
实施例1
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅70％，碳化硅3％，氮化硅1％，氧化铝3％，硼砂0.5％，氧化镁0.5％，粘结剂5％，加入一定量的去离子水，混合球磨8h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于100℃的条件下干燥1h，再置于马弗炉中以50℃/min的速率升温至1300℃，保温5h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
实施例2
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅72.5％，碳化硅5％，氮化硅2％，氧化铝4％，硼砂1.5％，氧化镁1％，粘结剂10％，加入一定量的去离子水，混合球磨10h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于120℃的条件下干燥1.5h，再置于马弗炉中以80℃/min的速率升温至1350℃，保温8h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
实施例3
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅75％，碳化硅8％，氮化硅3％，氧化铝5％，硼砂2.5％，氧化镁1.5％，粘结剂15％，加入一定量的去离子水，混合球磨12h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于150℃的条件下干燥2h，再置于马弗炉中以100℃/min的速率升温至1400℃，保温10h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
对上述实施例1～3中的用于不锈钢表面的耐热涂层进行热力学性能，结果表明，该用于不锈钢表面的耐热涂层不仅具有较好的强度，而且还具有良好的耐热性能。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (7)

1.一种用于不锈钢表面的耐热涂层，其特征在于，所述耐热涂层包括下述质量百分比的成分：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％。
2.根据权利要求1所述的用于不锈钢表面的耐热涂层，其特征在于，所述耐热涂层的厚度为0.1～1mm。
3.根据权利要求2所述的用于不锈钢表面的耐热涂层，其特征在于，所述耐热涂层的厚度为0.5mm。
4.根据权利要求1所述的用于不锈钢表面的耐热涂层，其特征在于，所述粘结剂为纯钴粉末粘接剂。
5.根据权利要求1所述的用于不锈钢表面的耐热涂层，其特征在于，所述不锈钢为镍基不锈钢。
6.一种用于不锈钢表面的耐热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取下述质量百分比的原料：二氧化硅70～75％，碳化硅3～8％，氮化硅1～3％，氧化铝3～5％，硼砂0.5～2.5％，氧化镁0.5～1.5％，粘结剂5～15％，加入一定量的去离子水，混合球磨8～12h，得到混合涂层浆料；
(2)将上述混合涂层浆料涂覆于不锈钢表面，于100～150℃的条件下干燥1～2h，再置于马弗炉中以50～100℃/min的速率升温至1300～1400℃，保温5～10h，得到用于不锈钢表面的耐热涂层。
7.根据权利要求6所述的用于不锈钢表面的耐热涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，先以50～100℃/min的速率升温至800～900℃，保温2～5h，再以相同的速率升温至1300～1400℃。
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