CN110093483A - 一种防氧化脱碳涂料及其保护热处理工艺 - Google Patents

一种防氧化脱碳涂料及其保护热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防氧化脱碳涂料，包括SiC粉和基料；还公开了防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，步骤为，S1、清洗，利用汽油清洗；S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉加入水研磨形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；S3、涂覆，先涂覆内层液，后涂覆外层液，并室温晾干；S4、热处理，将喷涂好后的零件至于空气电炉中，加热；S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。本发明达到的有益效果是：SiC使用率高、充分形成无氧环境。

Description

一种防氧化脱碳涂料及其保护热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，特别是一种防氧化脱碳涂料及其保护热处理工艺。
背景技术
对于一些对表面质量要求高的重要钢质零部件，行业通用做法是都会选择对表面进行高温热处理。普通淬火时，由于氧气的存在，零部件的表面常常出现较为严重的氧化、脱碳现象（即产生严重的氧化，形成氧化层），当进行淬火时，这些氧化层便会脱落掉入淬火液中，从而使得零部件表面的质量受到很大影响。
为此，需要采取一些有效措施，防止其表面氧化、脱碳，目前国内的防氧化、防脱碳措施，大致有三种，第一种是先炉膛内吹入惰性气体，第二种是在炉膛内的干砂中埋入焦炭，生成具有还原性的一氧化碳，第三种是在表面涂抹一些防氧化材料。
目前对于空气电炉来说，通常采用的是吹入惰性气体的方法。但是需要外购惰性气体，成本高；而且每次热处理前，都需要吹入惰性气体，充满电炉的时间较长，对于一些大件的热处理时间还可以接受，但对于一些小件而言，热处理本身所用的时间短，而吹气则又会占据一大部分时间，导致生产周期长。
因此，考虑采用涂抹的方式来进行防氧化、防脱碳处理，但对于一般的涂料而言，只能在初期防止一定程度的氧化，随着高温处理的时间增加，这些涂料大多脱落或反应完成，并不能很好地起到防氧化、防脱碳作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种SiC使用率高、充分形成无氧环境的防氧化脱碳涂料及其保护热处理工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种防氧化脱碳涂料保护热处理工艺，包括SiC粉和基料；
所述的基料包括B4C粉，酚醛树脂，高铝矾土，复合粘结剂，Cr2O3粉，KBF4粉；
按重量份算，SiC粉为25~35份，B4C粉为2~3份，酚醛树脂占为20~40份，高铝矾土为80~100份，复合粘结剂为15~25份，Cr2O3粉为1.5~2份，KBF4粉为0.5~1粉。
所述的复合粘结剂包括40~70份的酞菁树脂预聚物、25~30份的蒙脱土、3~5份的二甲苯。
所述的复合粘结剂制备时，先将酞菁树脂预聚物置于加热罐中融化，然后再加入蒙脱土和二甲苯，加热搅拌均匀。
防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，步骤为：
S1、清洗，利用汽油对零件进行清洗；
S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉在球磨罐中加入水介质研磨2~3h，形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；
S3、涂覆，在步骤S1清洗后的零件上，先涂覆上步骤S2中制备的内层液，再涂覆上步骤S2的外层液，并室温晾干；
S4、热处理，将喷涂好后的零件置于空气电炉中，加热；
S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。
所述的步骤S3中，在室温下，先涂覆内层液，静止30~60min后，再涂覆外层液。
所述的步骤S3中涂覆时，先对待加工零件进行预热，使其表面温度高在150~250℃，然后对其喷涂内层液，再喷涂外层液。
所述的步骤S3中涂覆时，先对待加工零件进行预热，使其表面温度高在200℃，然后对其喷涂内层液，再喷涂外层液。
KBF4的加入是为了助溶；高铝矾土是为了形成保护层；Cr2O3粉使得保护层能形成坚硬外壳，不容易脱落；SiC粉在高温下与氧气发生反应，将涂层中氧吸收，使得在零件表面形成无氧环境；B4C的作用与SiC的作用相似，在加热时吸收外层的氧。
本发明具有以下优点：分别通过外层液和内层液进行涂覆，外层液无SiC，内层液有SiC，保证SiC得到充分利用，保证与零件接触处SiC的浓度，保证充分形成无氧环境；在氧进入到内层前，已经先被B4C先一步反应吸收，因此内层的氧含量少，进一步保证热处理的质量。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例一】
一种防氧化脱碳涂料，包括SiC粉和基料；
基料包括B4C粉，酚醛树脂，高铝矾土，复合粘结剂，Cr2O3粉，KBF4粉；
按重量份算，SiC粉为25份，B4C粉为2份，酚醛树脂占为20份，高铝矾土为80份，复合粘结剂为15份，Cr2O3粉为1.5份，KBF4粉为0.5份。
所述的复合粘结剂包括40份的酞菁树脂预聚物、25份的蒙脱土、3份的二甲苯；复合粘结剂制备时，先将酞菁树脂预聚物置于加热罐中融化，然后再加入蒙脱土和二甲苯，加热搅拌均匀。
防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，步骤为：
S1、清洗，利用汽油对零件进行清洗；
S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉在球磨罐中加入水介质研磨2h，形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；
S3、涂覆，在步骤S1清洗后的零件上，在常温下，先涂覆上步骤S2中制备的内层液，静置45min后，再涂覆上步骤S2的外层液，并室温晾干；
S4、热处理，将喷涂好后的零件置于空气电炉中，加热；
S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。
【实施例二】
一种防氧化脱碳涂料，包括SiC粉和基料；
基料包括B4C粉，酚醛树脂，高铝矾土，复合粘结剂，Cr2O3粉，KBF4份；
按重量份算，SiC粉为30份，B4C粉为2.5份，酚醛树脂占为30份，高铝矾土为90份，复合粘结剂为20份，Cr2O3粉为1.75份，KBF4粉为0.75份。
所述的复合粘结剂包括55份的酞菁树脂预聚物、27.5份的蒙脱土、4份的二甲苯；复合粘结剂制备时，先将酞菁树脂预聚物置于加热罐中融化，然后再加入蒙脱土和二甲苯，加热搅拌均匀。
防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，步骤为：
S1、清洗，利用汽油对零件进行清洗；
S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉在球磨罐中加入水介质研磨2.5h，形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；
S3、涂覆，在步骤S1清洗后的零件上，先对零件进行预热100℃，先涂覆上步骤S2中制备的内层液，再涂覆上步骤S2的外层液，并室温晾干；
S4、热处理，将喷涂好后的零件置于空气电炉中，加热；
S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。
【实施例三】
一种防氧化脱碳涂料，包括SiC粉和基料；
基料包括B4C粉，酚醛树脂，高铝矾土，复合粘结剂，Cr2O3粉，KBF4粉；
按重量份算，SiC粉为35份，B4C粉为3份，酚醛树脂占为40份，高铝矾土为100份，复合粘结剂为25份，Cr2O3粉为2份，KBF4粉为1份。
复合粘结剂包括70份的酞菁树脂预聚物、30份的蒙脱土、5份的二甲苯；复合粘结剂制备时，先将酞菁树脂预聚物置于加热罐中融化，然后再加入蒙脱土和二甲苯，加热搅拌均匀。
防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，步骤为：
S1、清洗，利用汽油对零件进行清洗；
S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉在球磨罐中加入水介质研磨3h，形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；
S3、涂覆，在步骤S1清洗后的零件上，对零件进行预热250℃，先涂覆上步骤S2中制备的内层液，再涂覆上步骤S2的外层液，并室温晾干；
S4、热处理，将喷涂好后的零件置于空气电炉中，加热；
S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。

Claims (7)

1.一种防氧化脱碳涂料，其特征在于：
包括SiC粉和基料；
所述的基料包括B4C粉，酚醛树脂，高铝矾土，复合粘结剂，Cr2O3粉，KBF4粉；
按重量份算，SiC粉为25~35份，B4C粉为2~3份，酚醛树脂占为20~40份，高铝矾土为80~100份，复合粘结剂为15~25份，Cr2O3粉为1.5~2份，KBF4粉为0.5~1份。
2.根据权利要求1所述的一种防氧化脱碳涂料，其特征在于：所述的复合粘结剂包括40~70份的酞菁树脂预聚物、25~30份的蒙脱土、3~5份的二甲苯。
3.根据权利要求3所述一种防氧化脱碳涂料，其特征在于：所述的复合粘结剂制备时，先将酞菁树脂预聚物置于加热罐中融化，然后再加入蒙脱土和二甲苯，加热搅拌均匀。
4.根据权利要求1~3任意一项所述防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，其特征在于：步骤为：
S1、清洗，利用汽油对零件进行清洗；
S2、制备涂料，选取酚醛树脂、高铝矾土、复合粘结剂、Cr2O3粉、KBF4粉在球磨罐中加入水介质研磨2~3h，形成外层液，再选取B4C粉、酚醛树脂、复合粘结剂、KBF4和水，混合搅拌后形成内层液；
S3、涂覆，在步骤S1清洗后的零件上，先涂覆上步骤S2中制备的内层液，再涂覆上步骤S2的外层液，并室温晾干；
S4、热处理，将喷涂好后的零件置于空气电炉中，加热；
S5、去涂层，利用抛光或开水浸泡的方法去除涂层。
5.根据权利要求4所述的一种防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，其特征在于：所述的步骤S3中，在室温下，先涂覆内层液，静置30~60min后，再涂覆外层液。
6.根据权利要求4所述的一种防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，其特征在于：所述的步骤S3中涂覆时，先对待加工零件进行预热，使其表面温度高在150~250℃，然后对其喷涂内层液，再喷涂外层液。
7.根据权利要求6所述的一种防氧化脱碳涂料的保护热处理工艺，其特征在于：所述的步骤S3中涂覆时，先对待加工零件进行预热，使其表面温度高在200℃，然后对其喷涂内层液，再喷涂外层液。
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