CN114717464B - 一种耐热铸造不锈钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,含C、Si、Mn、P、Cr、Mo、Ni、Al、Co、Cu、Nb、V、Sn、Ta、N、Fe,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆的耐热涂层包括有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N‑二烯丙基‑1‑苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯和二苯砜。还涉及一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括耐热涂层料制备和表面处理。由N,N‑二烯丙基‑1‑苯基乙胺改性聚醚醚酮引入刚性的含苯链段,增加键能;在二乙烯基苯存在下,有机硅树脂与N,N‑二烯丙基‑1‑苯基乙胺改性聚醚醚酮的产物产生共聚结合制得耐高温性能好的涂层。
Description
技术领域
本申请涉及不锈钢的技术领域,尤其是涉及一种耐热铸造不锈钢及其制备方法。
背景技术
铸造不锈钢是指能够抵抗环境腐蚀的铸造钢种。
现有的公开号为CN102162074A的中国专利公开了一种原位铸造不锈钢,原位铸造不锈钢按重量百分比含有如下成分:0.01~0.12%C,15.00~22.00%Cr,5.00~10.00%Ni,1.00~2.50%Mo,≤5.00%Mn,0.02~1.00%Nb,0.80~2.00%Si,≤0.03%S,≤0.06%P,≥0.02%Re,0.05~0.30%N,余量Fe。
针对上述中的相关技术,发明人认为目前的铸造不锈钢的耐热性能仍不理想,因此仍有待改进。
发明内容
为了提高不锈钢的耐热性能,本申请提供一种耐热铸造不锈钢及其制备方法。
第一方面,本申请提供的一种耐热铸造不锈钢采用如下的技术方案:
一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,所述不锈钢主体包括如下组分:C:0.2%-0.445%,Si:1.0%-1.48%,Mn:1.0%-1.44%,P:0.022%-0.024%,Cr:22%-25%,Mo:1.0%-1.24%,Ni:20.5%-21.46%,Al:0.012%-0.018%,Co:0.155%-0.191%,Cu:0.05%-0.0695%,Nb:0.850%-0.894%,V:0.08%-0.0948%,Sn:0.01%-0.0105%,Ta:0.10%-0.17%,N:0.125%-0.158%,Fe:45.5%-47.3%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;所述不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,所述耐热涂层包括如下重量份数的原料:
25-30份有机硅树脂;
8-12份聚醚醚酮;
3-5份N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺;
1-2份邻苯二甲酸;
2-3份二乙烯基苯;
10-20份二苯砜。
通过采用上述技术方案,本申请的不锈钢主体在高温下可在表面形成结构致密并与不锈钢主体表面牢固结合的氧化膜,从而具有更好的耐热性能;涂覆的耐热涂层中,聚醚醚酮具有优异的机械性能和耐热性,以二苯砜作为溶剂,将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺和聚醚醚酮混合,改性聚醚醚酮并同时引入刚性的含苯链段,增加键能,达到提高耐热性的目的;而在二乙烯基苯的催化作用下,有机硅树脂与N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺和聚醚醚酮的反应产物产生共聚结合,制得耐高温性能较高的涂层。
优选的,按重量份数计,所述耐热涂层的原料还包括3-5份苯基亚膦酸钠和2-4份氯化锆。
通过采用上述技术方案,通过苯基亚膦酸钠和氯化锆反应制得含锆和刚性苯环的苯基亚膦酸锆产物,可有效提升涂层的耐热性能。
优选的,按重量份数计,所述耐热涂层的原料还包括4-6份四甲基铵硅烷醇、1-2份丁吡胶乳和1-2份去离子水。
通过采用上述技术方案,四甲基铵硅烷醇含有有机基团,与有机硅树脂等有机组分具有一定的结合力,另外,四甲基铵硅烷醇还可去离子水解得到硅醇键,可与苯基亚膦酸锆组分以及无机的不锈钢金属界面产生一定的结合力,从而形成架桥实现耐热涂层原料间的稳定连结,有助于提高耐热涂层组分间的结合稳定性并提升涂层的附着力;未完全反应的苯基亚膦酸钠和四甲基铵硅烷醇共混还可对涂层的耐热性产生协同作用;除此之外,含极性吡啶基团的丁吡胶乳的添加克服金属基材与涂层难以达到足够的结合强度,导致涂层易剥落的问题,有效提高耐热涂层在金属基材的表面的附着力,提高耐热性能的稳定性,延长寿命。
优选的,按重量份数比,所述有机硅树脂和聚醚醚酮的比值为7:3。
优选的,按重量份数比,所述聚醚醚酮和N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺的比值为2:1。
优选的,按重量百分比计,所述不锈钢主体的组分为:C:0.443%,Si:1.48%,Mn:1.44%,P:0.023%,Cr:25%,Mo:1.23%,Ni:21.45%,Al:0.0179%,Co:0.19%,Cu:0.0693%,Nb:0.892%,V:0.0946%,Sn:0.0104%,Ta:0.168%,N:0.156%,Fe:47.29%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质。
第二方面,本申请提供一种耐热铸造不锈钢的制备方法,采用如下的技术方案:
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、5-10份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至70-80℃并搅拌反应50-60min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至90-100℃,搅拌反应1.5-2h;最后加入剩余二苯砜,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至100-150℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离15-25mm,喷涂压力0.6-0.8Mpa,喷涂完成后在200-250℃下干燥10-20min,制得不锈钢成品。
优选的,所述S1还包括如下步骤:将3-5份苯基亚膦酸钠和2-4份氯化锆混合,在40-50℃下搅拌反应30-40min,再加入4-6份四甲基铵硅烷醇,继续搅拌20-30min后,添加1-2份丁吡胶乳,得到共混物;
加入20-25份有机硅树脂和2-3份二乙烯基苯,继续升温至90-100℃,搅拌反应1.5-2h后,加入共混物,继续搅拌25-30min,最后加入剩余二苯砜和去离子水,搅拌均匀,得到耐热涂层料。
综上所述,本申请包括以下有益技术效果:
1.本申请的不锈钢主体在高温下可在表面形成结构致密并与不锈钢主体表面牢固结合的氧化膜,从而具有更好的耐热性能;涂覆的耐热涂层中,聚醚醚酮具有优异的机械性能和耐热性,以二苯砜作为溶剂,将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺和聚醚醚酮混合,改性聚醚醚酮并同时引入刚性的含苯链段,增加键能,达到提高耐热性的目的;而在二乙烯基苯的催化作用下,有机硅树脂与N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺和聚醚醚酮的反应产物产生共聚结合,制得耐高温性能较高的涂层;
2.四甲基铵硅烷醇含有有机基团,与有机硅树脂等有机组分具有一定的结合力,另外,四甲基铵硅烷醇还可去离子水解得到硅醇键,可与苯基亚膦酸锆组分以及无机的不锈钢金属界面产生一定的结合力,从而形成架桥实现耐热涂层原料间的稳定连结,有助于提高耐热涂层组分间的结合稳定性并提升涂层的附着力;
3.未完全反应的苯基亚膦酸钠和四甲基铵硅烷醇共混还可对涂层的耐热性产生协同作用;除此之外,含极性吡啶基团的丁吡胶乳的添加克服金属基材与涂层难以达到足够的结合强度,导致涂层易剥落的问题,有效提高耐热涂层在金属基材的表面的附着力,提高耐热性能的稳定性,延长寿命。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请中,有机硅树脂为江西省永修县化工部星火化工厂生产的304型;聚醚醚酮购于东莞市力恒塑胶原料有限公司,品牌:中研高塑,牌号550UPF;N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺由苏州睿火生物医药有限公司生产;丁吡胶乳为江苏亚泰化工有限公司生产的丁吡胶乳YT-15。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
实施例1
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.2%,Si:1.0%,Mn:1.0%,P:0.022%,Cr:22%,Mo:1.0%,Ni:20.5%,Al:0.012%,Co:0.155%,Cu:0.05%,Nb:0.850%,V:0.08%,Sn:0.01%,Ta:0.10%,N:0.125%,Fe:45.5%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯和二苯砜。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、5份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至70℃并搅拌反应50min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至90℃,搅拌反应1.5h;最后加入剩余二苯砜,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至100℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离15mm,喷涂压力0.6Mpa,喷涂完成后在200℃下干燥10min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例2
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.445%,Si:1.48%,Mn:1.44%,P:0.024%,Cr:25%,Mo:1.24%,Ni:21.46%,Al:0.018%,Co:0.191%,Cu:0.0695%,Nb:0.894%,V:0.0948%,Sn:0.0105%,Ta:0.17%,N:0.158%,Fe:47.3%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯和二苯砜。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、10份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至80℃并搅拌反应60min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至100℃,搅拌反应2h;最后加入剩余二苯砜,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至150℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离25mm,喷涂压力0.8Mpa,喷涂完成后在250℃下干燥20min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例3
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.3%,Si:1.25%,Mn:1.22%,P:0.023%,Cr:24%,Mo:1.15%,Ni:21%,Al:0.016%,Co:0.175%,Cu:0.06%,Nb:0.86%,V:0.09%,Sn:0.01%,Ta:0.14,N:0.145,Fe:46.5%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯和二苯砜。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、7份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至75℃并搅拌反应55min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至95℃,搅拌反应1.8h;最后加入剩余二苯砜,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至130℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离20mm,喷涂压力0.7Mpa,喷涂完成后在240℃下干燥15min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例4
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.2%,Si:1.0%,Mn:1.0%,P:0.022%,Cr:22%,Mo:1.0%,Ni:20.5%,Al:0.012%,Co:0.155%,Cu:0.05%,Nb:0.850%,V:0.08%,Sn:0.01%,Ta:0.10%,N:0.125%,Fe:45.5%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯、二苯砜、苯基亚膦酸钠、氯化锆、四甲基铵硅烷醇、丁吡胶乳和去离子水。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将苯基亚膦酸钠和氯化锆混合,在40℃下搅拌反应30min,再加入四甲基铵硅烷醇,继续搅拌20min后,添加丁吡胶乳,得到共混物;
将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、5份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至70℃并搅拌反应50min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至90℃,搅拌反应1.5h;加入共混物,继续搅拌25min,最后加入剩余二苯砜和去离子水,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至100℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离15mm,喷涂压力0.6Mpa,喷涂完成后在200℃下干燥10min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例5
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.445%,Si:1.48%,Mn:1.44%,P:0.024%,Cr:25%,Mo:1.24%,Ni:21.46%,Al:0.018%,Co:0.191%,Cu:0.0695%,Nb:0.894%,V:0.0948%,Sn:0.0105%,Ta:0.17%,N:0.158%,Fe:47.3%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯、二苯砜、苯基亚膦酸钠、氯化锆、四甲基铵硅烷醇、丁吡胶乳和去离子水。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将苯基亚膦酸钠和氯化锆混合,在50℃下搅拌反应40min,再加入四甲基铵硅烷醇,继续搅拌30min后,添加丁吡胶乳,得到共混物;
将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、10份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至80℃并搅拌反应60min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至100℃,搅拌反应2h;加入共混物,继续搅拌30min,最后加入剩余二苯砜和去离子水,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至150℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离25mm,喷涂压力0.8Mpa,喷涂完成后在250℃下干燥20min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例6
本实施例公开了一种耐热铸造不锈钢及其制备方法;一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,按重量百分比计,不锈钢主体包括如下组分:C:0.3%,Si:1.25%,Mn:1.22%,P:0.023%,Cr:24%,Mo:1.15%,Ni:21%,Al:0.016%,Co:0.175%,Cu:0.06%,Nb:0.86%,V:0.09%,Sn:0.01%,Ta:0.14,N:0.145,Fe:46.5%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,耐热涂层包括如下原料:有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸、二乙烯基苯、二苯砜、苯基亚膦酸钠、氯化锆、四甲基铵硅烷醇、丁吡胶乳和去离子水。
一种耐热铸造不锈钢的制备方法,包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将苯基亚膦酸钠和氯化锆混合,在45℃下搅拌反应35min,再加入四甲基铵硅烷醇,继续搅拌25min后,添加丁吡胶乳,得到共混物;
将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、7份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至75℃并搅拌反应55min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至95℃,搅拌反应1.8h;加入共混物,继续搅拌28min,最后加入剩余二苯砜和去离子水,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至130℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离20mm,喷涂压力0.7Mpa,喷涂完成后在240℃下干燥15min,制得不锈钢成品。
耐热涂层的原料含量如下表1所示。
实施例7
与实施例1的区别在于,耐热涂层的原料还包括苯基亚膦酸钠和氯化锆,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例8
与实施例7的区别在于,将苯基亚膦酸钠替换为十二烷基硫酸钠,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例9
与实施例7的区别在于,将氯化锆替换为氧化锆,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例10
与实施例1的区别在于,耐热涂层的原料还包括四甲基铵硅烷醇、丁吡胶乳和去离子水,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例11
与实施例10的区别在于,将四甲基铵硅烷醇替换为季戊四醇,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例12
与实施例10的区别在于,将丁吡胶乳替换为氯丁胶乳,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例13
与实施例1的区别在于,按重量份数比,有机硅树脂和聚醚醚酮的比值为7:3,即有机硅树脂为25份,聚醚醚酮为10.7份,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例14
与实施例1的区别在于,按重量份数比,聚醚醚酮和N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺的比值为2:1,即聚醚醚酮为8份,N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺为4份,耐热涂层的原料含量如下表2所示。
实施例15
与实施例1的区别在于,按重量百分比计,不锈钢主体的组分为:C:0.443%,Si:1.48%,Mn:1.44%,P:0.023%,Cr:25%,Mo:1.23%,Ni:21.45%,Al:0.0179%,Co:0.19%,Cu:0.0693%,Nb:0.892%,V:0.0946%,Sn:0.0104%,Ta:0.168%,N:0.156%,Fe:47.29%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于,以未喷涂耐热涂层的铸造不锈钢作为对比例1。
对比例2
与实施例1的区别在于,将聚醚醚酮替换为苯乙酮,耐热涂层的原料含量如下表1所示。
对比例3
与实施例1的区别在于,将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺替换为苯乙胺,耐热涂层的原料含量如下表1所示。
对比例4
与实施例1的区别在于,将二乙烯基苯替换为四氯化锡,耐热涂层的原料含量如下表1所示。
表1 实施例1-6和对比例2-4的耐热涂层的原料含量表
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
有机硅树脂 | 25 | 30 | 28 | 25 | 30 | 28 | 25 | 30 | 28 |
聚醚醚酮/苯乙酮 | 8 | 12 | 10 | 8 | 12 | 10 | 8 | 12 | 10 |
N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺/苯乙胺 | 3 | 5 | 4 | 3 | 5 | 4 | 3 | 5 | 4 |
邻苯二甲酸 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 |
二乙烯基苯/四氯化锡 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 |
二苯砜 | 10 | 20 | 15 | 10 | 20 | 15 | 10 | 20 | 15 |
苯基亚膦酸钠 | / | / | / | 3 | 5 | 4 | / | / | / |
氯化锆 | / | / | / | 2 | 4 | 3 | / | / | / |
四甲基铵硅烷醇 | / | / | / | 4 | 6 | 5 | / | / | / |
丁吡胶乳 | / | / | / | 1 | 2 | 2 | / | / | / |
去离子水 | / | / | / | 1 | 2 | 1 | / | / | / |
表2 实施例7-14的耐热涂层的原料含量表
实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | |
有机硅树脂 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
聚醚醚酮 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10.7 | 8 |
N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 |
邻苯二甲酸 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
二乙烯基苯 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
二苯砜 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
苯基亚膦酸钠/十二烷基硫酸钠 | 3 | 3 | 3 | / | / | / | 3 | 3 |
氯化锆/氧化锆 | 2 | 2 | 2 | / | / | / | 2 | 2 |
四甲基铵硅烷醇/季戊四醇 | / | / | / | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
丁吡胶乳/氯丁胶乳 | / | / | / | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
去离子水 | / | / | / | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
性能检测试验
测试方法:在900℃下保温10min,然后空冷淬火,再在500、550、600℃下各回火处理60min,在回火之后测试试样的洛氏硬度,评价耐热性,洛氏硬度越高,则耐热性能越好,测试结果如下表3所示。
表3 各实施例和对比例的性能测试结果表
硬度HRC | |
实施例1 | 28.8 |
实施例2 | 30.8 |
实施例3 | 29.7 |
实施例4 | 33.4 |
实施例5 | 35.6 |
实施例6 | 34.7 |
实施例7 | 30.6 |
实施例8 | 29.7 |
实施例9 | 29.2 |
实施例10 | 31.2 |
实施例11 | 30.1 |
实施例12 | 30.8 |
实施例13 | 29.4 |
实施例14 | 29.2 |
实施例15 | 29.2 |
对比例1 | 22.1 |
对比例2 | 25.9 |
对比例3 | 27.3 |
对比例4 | 28.2 |
综上所述,可以得出以下结论:
1.根据实施例1和实施例7-9并结合表3可知,本申请中,通过苯基亚膦酸钠和氯化锆反应得到含锆和刚性苯环的产物,有助于提高涂层的耐热性能。
2.根据实施例1和实施例10-12并结合表3可知,本申请中,通过添加四甲基铵硅烷醇、丁吡胶乳和去离子水,达到提高耐热涂层性能的目的;其原因可能是四甲基铵硅烷醇含有有机基团,与有机硅树脂等有机组分具有一定的结合力,另外,四甲基铵硅烷醇还可去离子水解得到硅醇键,可与苯基亚膦酸锆组分以及无机的不锈钢金属界面产生一定的结合力,从而形成架桥实现耐热涂层原料间的稳定连结,并提升涂层在不锈钢主体上的附着力。
3.根据实施例1和实施例13-14并结合表3可知,按重量份数比,当有机硅树脂和聚醚醚酮的比值为7:3时,对涂层耐热性能的提升效果更佳;按重量份数比,当聚醚醚酮和N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺的比值为2:1时,耐热涂层的性能更好。
4.根据实施例1和实施例15并结合表3可知,实施例15为本申请的不锈钢主体组分最优选的含量。
5.根据实施例1和对比例1并结合表3可知,经过耐热涂层处理的不锈钢主体具有更好的耐热性能,这可能是因为本申请的不锈钢主体除本身耐热性能高之外,通过喷涂耐热涂层还可有效防止回火软化,从而使耐热性得到较为显著的提升。
6.根据实施例1和对比例2-4并结合表3可知,25-30份有机硅树脂、聚醚醚酮、N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、邻苯二甲酸和二乙烯基苯的共同添加对耐热涂层性能的提升具有协同增效的作用。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释,并非依此限制本申请的保护范围,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种耐热铸造不锈钢,包括不锈钢主体,其特征在于:按重量百分比计,所述不锈钢主体包括如下组分:C:0.2%-0.445%,Si:1.0%-1.48%,Mn:1.0%-1.44%,P:0.022%-0.024%,Cr:22%-25%,Mo:1.0%-1.24%,Ni:20.5%-21.46%,Al:0.012%-0.018%,Co:0.155%-0.191%,Cu:0.05%-0.0695%,Nb:0.850%-0.894%,V:0.08%-0.0948%,Sn:0.01%-0.0105%,Ta:0.10%-0.17%,N:0.125%-0.158%,Fe:45.5%-47.3%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质;所述不锈钢主体表面涂覆耐热涂层,所述耐热涂层包括如下重量份数的原料:
25-30份有机硅树脂;
8-12份聚醚醚酮;
3-5份N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺;
1-2份邻苯二甲酸;
2-3份二乙烯基苯;
10-20份二苯砜。
2.根据权利要求1所述的一种耐热铸造不锈钢,其特征在于:按重量份数计,所述耐热涂层的原料还包括3-5份苯基亚膦酸钠和2-4份氯化锆。
3.根据权利要求2所述的一种耐热铸造不锈钢,其特征在于:按重量份数计,所述耐热涂层的原料还包括4-6份四甲基铵硅烷醇、1-2份丁吡胶乳和1-2份去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种耐热铸造不锈钢,其特征在于:按重量份数比,所述有机硅树脂和聚醚醚酮的比值为7:3。
5.根据权利要求1所述的一种耐热铸造不锈钢,其特征在于:按重量份数比,所述聚醚醚酮和N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺的比值为2:1。
6.根据权利要求1所述的一种耐热铸造不锈钢,其特征在于:按重量百分比计,所述不锈钢主体的组分为:C:0.443%,Si:1.48%,Mn:1.44%,P:0.023%,Cr:25%,Mo:1.23%,Ni:21.45%,Al:0.0179%,Co:0.19%,Cu:0.0693%,Nb:0.892%,V:0.0946%,Sn:0.0104%,Ta:0.168%,N:0.156%,Fe:47.29%,余量为S、Ti、W、Pb、As、Ca、Sb、Se、B和不可避免的杂质。
7.权利要求1所述的一种耐热铸造不锈钢的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.耐热涂层料制备;将N,N-二烯丙基-1-苯基乙胺、聚醚醚酮、5-10份二苯砜和邻苯二甲酸共混,升温至70-80℃并搅拌反应50-60min;然后再加入有机硅树脂和二乙烯基苯,继续升温至90-100℃,搅拌反应1.5-2h;最后加入剩余二苯砜,搅拌均匀,得到耐热涂层料;
S2.表面处理;将待处理的不锈钢主体预加热至100-150℃,由喷枪将S1制得的耐热涂层料喷涂于预热的待处理的不锈钢主体上,喷涂距离15-25mm,喷涂压力0.6-0.8Mpa,喷涂完成后在200-250℃下干燥10-20min,制得不锈钢成品。
8.根据权利要求7所述的一种耐热铸造不锈钢的制备方法,其特征在于,所述S1还包括如下步骤:将3-5份苯基亚膦酸钠和2-4份氯化锆混合,在40-50℃下搅拌反应30-40min,再加入4-6份四甲基铵硅烷醇,继续搅拌20-30min后,添加1-2份丁吡胶乳,得到共混物;
加入20-25份有机硅树脂和2-3份二乙烯基苯,继续升温至90-100℃,搅拌反应1.5-2h后,加入共混物,继续搅拌25-30min,最后加入剩余二苯砜和去离子水,搅拌均匀,得到耐热涂层料。
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