DE112017003093T5 - Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung und ihre Verwendung - Google Patents

Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung und ihre Verwendung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung zum Verhindern von Bindungen zwischen Metallen, insbesondere eine wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung und ihre Verwendung im Prozess der Herstellung von Titanbarren. Die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung umfasst (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 0-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile AlO-Pulver und 250-350 Teile Talkumpulver. Die Beschichtung kann beim Prozess des Walzens oder Perforierens eines Titanrohrs bei 900 □ die Bindungsreaktion mit einer Walze oder Winde der Stahlausrüstung vermeiden, wodurch bei der Verarbeitung von Titanmaterial der Ertrag und die Effizienz der Produktion verbessert werden. Darüber hinaus ist das Verfahren einfach und leicht anzuwenden, die Beschichtung ist umweltfreundlich und schadstofffrei und leicht herzustellen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Beschichtung zum Verhindern von Bindungen zwischen Metallen, insbesondere eine wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung und ihre Verwendung im Prozess der Herstellung von Titanbarren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Derzeit liegen keine Berichte darüber vor, dass einheimische Hersteller bei der Produktion von Titanrohren aus Titanbarren und -rundknüppeln eine hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung verwenden. Titanbarren und - rundknüppel müssen in einem Heizofen über mehr als 4 h bei 900 °C gelagert werden, ehe sie dem Heizofen entnommen und zu Titanrohren gewalzt werden. Nachdem Titan und seine Legierungen über 4 h bei der hohen Temperatur von 900 °C gehalten wurden, können Stahlwalzausrüstung, die Walzbahn und die Walzenwinde die Neigung haben, an Titan anzuhaften. Schließlich kommt es an der Oberfläche von Titanrohren zu einem „Stoffmangel“ unterschiedlicher Tiefen. Da sowohl Titanrohre als auch Titanbarren durch Rotation oder im Hochgeschwindigkeits-Rotationsprozess perforiert und gewalzt werden, haften die Titanlegierungen auf Titanbasis leicht an Eisen an und bilden aufgrund ihrer Hochtemperatureigenschaften sogar eine TiFe-Phase. Eine TiFe-Phase auf der Oberfläche von Titanrohren hat schwerwiegende Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur einer Titanmaterialoberfläche und verursacht verschiedene Defekte, beispielsweise Verluste und einen Nicht-Korrosionswiderstand bei der nachfolgenden Verarbeitung und Verwendung von Titanrohren. Ferner muss die Ausrüstung aufgrund des „Anhaftens von Titan“ geschliffen werden, ehe im nachfolgenden Walzprozess erneut weitere Titanbarren gewalzt werden können. Wenn Titanrohre oder Titanprodukte nicht kontinuierlich gewalzt werden können, müssen einheimische Hersteller Titanrohre schneiden, um die Exaktheit ihres Innen- und Außendurchmessers und ihre Oberflächenqualität zu gewährleisten, was viel Zeit und Energie erfordert. Darüber hinaus werden Titanbarren auf der Grundlage einer Schwammtitanreaktion hergestellt; deshalb hat es erhebliche Auswirkungen auf die Kosten und den Ertrag von Titanmaterial, wenn die inneren und äußeren Teile der Titanrohre abgeschnitten werden. Deshalb ist es erforderlich, eine hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung aufzutragen.
  • Nach dem Stand der Technik wird die Oberfläche eines jeden Titanbarrens bespritzt und für einen gewissen Zeitraum getrocknet, ehe ein Behandeln durch Anlassen erfolgt, was den Herstellungsprozess verkompliziert, die Herstellungszeit verlängert und eine kontinuierliche und effiziente Produktion hemmt. Im Prozess des Walzens von Titanrohren wird die Beschichtung auf die Oberfläche des Titanbarrens aufgetragen, wobei aufgrund des deformierten Titanbarrens eine Titan-Stahl-Bindung nicht effektiv verhindert werden kann. Wenn die Beschichtung direkt auf die Oberfläche der Walzenwinde aufgespritzt wird, sind der Filmbildungs- und Bindungseffekt mangelhaft, da die Winde und der Titanbarren aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, sodass die Titan-Stahl-Bindung nicht effektiv vermieden werden kann.
  • Folglich wird zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme eine hochtemperaturbeständige Antihaftbeschichtung mit einem einfachen Verfahren und einer energiesparenden, umweltfreundlichen Wirkung dringend benötigt, um Titanrohre kontinuierlich und effizient herstellen zu können, Defekte, Verluste und Produktionskosten zu verringern und Schäden an Ausrüstung zu vermeiden.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Ein technisches Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist, ist das Bereitstellen einer wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung, die in der Lage ist, Oberflächendefekte und die Kosten der Produktion von Titanrohren zu reduzieren, ihre Oberflächenqualität zu verbessern und eine kontinuierliche Produktion zu gestatten.
  • Die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung umfasst (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 0-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver und 250-350 Teile Talkumpulver.
  • Ferner umfasst die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver und 250-350 Teile Talkumpulver, und vorzugsweise die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver und 350 Teile Talkumpulver.
  • Ferner umfasst die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  • Ferner besteht die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung aus den folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver, 250-350 Teile Talkumpulver, 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver, 350 Teile Talkumpulver, 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  • Für die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung, wobei das wasserbasierte, filmbildende Mittel mindestens Epoxidharz, wasserbasierte Polyurethanfarbe, wasserbasierte Acryllatexfarbe oder wasserbasierte Alkydfarbe ist.
  • Für die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung, wobei das Härtungsmittel mindestens SiO2, Wasserglas oder Al2 (HPO4)3 und vorzugsweise SiO2 ist; und das Dispersionsmittel mindestens Polyvinylalkohol, hydrolysiertes Maleinsäureanhydrid oder Bariumstearat und vorzugsweise Polyvinylalkohol ist.
  • Ferner beträgt der pH-Wert der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung 7,5-9,5; und der Feststoffgehalt beträgt 85-90 %, und vorzugsweise 87 %.
  • Die Erfindung sieht ferner eine Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanrohr vor.
  • Für die Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanrohr bei Raumtemperatur wird die Oberfläche von Stahlausrüstung, Walzen oder Winden mit der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beschichtet, um eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,2-0,4 mm und vorzugsweise 0,3 mm auszubilden.
  • Für die Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanstahl wird die Beschichtung durch Luftdruckspritzen, Vakuumspritzen oder manuelles Streichen aufgetragen.
  • Verglichen mit dem Stand der Technik, hat die Erfindung darüber hinaus die folgenden nützlichen Effekte:
    1. (1) Die Beschichtung kann beim Walz- oder Perforationsprozess von Titanrohr bei 900 °C die Bindungsreaktion mit einer Walze oder Winde der Stahlausrüstung vermeiden, wodurch bei der Verarbeitung von Titanmaterial der Ertrag und die Effizienz der Produktion verbessert werden;
    2. (2) Der erfindungsgemäße Produktionsprozess ist einfach und leicht zu bedienen und ist auf die mit Ausrüstung zum Luftdruckspritzen, Vakuumspritzen oder manuelles Streichen ausgerüstete Produktionslinie anwendbar;
    3. (3) Als eine wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Antihaftbeschichtung enthält sie kein schädliches Element, das durch die RoHS-Qualitätsbestimmungen beschränkt ist, und auch keine toxischen Stoffe, die in die Luft verdampft werden, sodass sie die Umweltschutzwirkung der Konstruktionsumgebung nicht beeinflusst;
    4. (4) Die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung kann unmittelbar vor ihrer Verwendung vor Ort hergestellt werden; und die hergestellte Beschichtung kann bei Raumtemperatur für mehr als 6 Monate stabil bleiben.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung umfasst (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 0-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver und 250-350 Teile Talkumpulver.
  • Ferner umfasst die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver und 250-350 Teile Talkumpulver, und vorzugsweise die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver und 350 Teile Talkumpulver.
  • Ferner umfasst die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung die folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  • Ferner besteht die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung aus den folgenden Komponenten (in Gewichtsanteilen): 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver, 250-350 Teile Talkumpulver, 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver, 350 Teile Talkumpulver, 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  • Für die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung ist das wasserbasierte, filmbildende Mittel mindestens Epoxidharz, wasserbasierte Polyurethanfarbe, wasserbasierte Acryllatexfarbe und/oder wasserbasierte Alkydfarbe.
  • Für die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung ist das Härtungsmittel mindestens SiO2, Wasserglas und/oder Al2 (HPO4)3 und vorzugsweise SiO2; und das Dispersionsmittel ist mindestens Polyvinylalkohol, hydrolysiertes Maleinsäureanhydrid und/oder Bariumstearat und vorzugsweise Polyvinylalkohol.
  • Ferner beträgt der pH-Wert der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung als eine bevorzugte technische Lösung 7,5-9,5; und der Feststoffgehalt beträgt 85-90 %, und vorzugsweise 87 %. Auf diese Weise kann auf der Oberfläche von Walzausrüstung eine gleichförmige Antihaft-Hochtemperaturschutzfilmschicht ausgebildet werden.
  • Die Erfindung sieht ferner eine Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanrohr vor.
  • Für die Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanrohr bei Raumtemperatur wird die Oberfläche von Stahlausrüstung, Walzen oder Winden mit der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beschichtet, um eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,2-0,4 mm und vorzugsweise 0,3 mm auszubilden. Ist die auf Titanrohre aufgebrachte Filmschicht dünner als 0,20 mm, wird die Beschichtungsschicht aufgrund der Rotation und Adhäsion von Titanbarren während des Walz- oder Perforationsprozesses allmählich abgebaut. Deshalb werden Titanrohre, um eine ausreichende Beschichtungsdicke zu erreichen und zu verhindern, dass die Beschichtungsschicht vollständig an Titanrohren anhaftet, nicht vollständig gegen Hochtemperaturoxidation geschützt. Wenn die auf Titanrohre aufgebrachte Filmschicht dicker als 0,40 mm ist, werden die Kosten ansteigen.
  • Für die Anwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beim Walzen von Titanrohr wird nach dem Auftragen der Beschichtung auf die Oberfläche von Stahlausrüstung, einer Walze oder Winde durch Luftdruckspritzen, Vakuumspritzen oder manuelles Streichen eine ausgebildete Filmschicht bei Raumtemperatur innerhalb von 5-10 min schnell gehärtet. Aufgrund des hohen Feststoffgehalts kommt es nicht zu einem Fließen oder Absacken der Filmschicht. Die Beschichtungsadhäsion sowohl von Nass- als auch von Trockenfilm kann den Reibungsanforderungen des Rüttlers mit einer Titanbarren-Walzenbahn entsprechen, ohne dass Beschichtung abblättert oder sich ablöst. Für die Beschichtungsmethode, Trocknungsmethode usw. gibt es keine speziellen Beschränkungen, und die Beschichtungsmethode kann entsprechend der aktuellen Vor-Ort-Situation ausgewählt werden.
  • Die erfindungsgemäße wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung kann durch übliche Methoden nach dem Stand der Technik hergestellt werden, sofern die Komponenten gleichförmig gemischt werden. Die Beschichtung kann unmittelbar vor der Verwendung hergestellt werden. Die Erfinder der Erfindung haben jedoch bei ihren Forschungsarbeiten festgestellt, dass die Komponenten gleichförmiger gemischt werden könnten, wenn die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung vorzugsweise durch die folgende Methode hergestellt wurde: zuerst Verdünnen des wasserbasierten, filmbildenden Mittels mit Wasser, und langsames Zufügen von Zn-Pulver, Talkumpulver und Al2O3-Pulver unter Verrühren; Hinzufügen von Härtungsmittel und gleichförmiges Verrühren; dann Hinzufügen eines Dispersionsmittels unter Verrühren, bis eine gleichförmige, stabile Phase erreicht wurde.
  • Im Härtungsprozess sollte nur die an der Oberfläche der Beschichtung anhaftende Feuchtigkeit entfernt werden, sodass kein Akzelerator erforderlich ist. Die Beschichtung wird hauptsächlich durch ein natürliches Härtungsverfahren gehärtet, um Härtungszeit zu sparen, kann auch Heißlufttrocknen oder Induktionsheizen genutzt werden. Die gehärtete Beschichtung wird frei von Ablösungen und Rissen sein.
  • Die Hochtemperaturbeständigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Beschichtung wird wie folgt erreicht: Die organische Beschichtung ist langsam abzubrennen, Fe ist langsam bei der Temperatur von 900 °C zum Erweichen und Schmelzen zu bringen; zu dieser Zeit kann das Al2O3-Pulver in der Beschichtung zur Wärmeisolierung an der Oberfläche der Walze oder Winde fixiert werden; und durch die Legierungsreaktion von Al und Ti in der Beschichtung wird eine TiAl3-Legierungsschicht gebildet. Die Legierungsschicht ist so dicht, dass die Bindungsreaktion des Hauptkörpertitans mit externen Elementen (Fe usw.) isoliert wird, wodurch der Effekt eines Verhinderns einer Titan-Stahl-Bindung erreicht wird.
  • Hinsichtlich der Verwendung der hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung gibt es keine speziellen Temperaturbeschränkungen. Da jedoch als das Lösemittel des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels Wasser verwendet wird, könnte die hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung bei Raumtemperatur verwendet werden, solange Wasser nicht gefriert oder verdampft.
  • Die Erfindung sieht eine hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung vor, die direkt auf die Oberfläche einer Walzenwinde in der Linie aufgespritzt werden kann und schnell aushärtet, um eine selbsttrocknende Beschichtung auszubilden. Aufgrund der Beschichtung bindet sich die Oberfläche des Titanrohrs nicht an die Stahloberfläche an, sodass bei der hohen Temperatur von 900 °C keine TiFe-Phase erzeugt wird. Folglich werden die Produktionskosten effektiv reduziert, der Produktionsnutzen wird effektiv verbessert, und insbesondere das Ausmaß der Präzision und die Oberflächenqualität des Produkts werden verbessert. Die entsprechende erfindungsgemäße Beschichtungstechnologie weist einen guten wirtschaftlichen Nutzen, sozialen Nutzen und breite Anwendungsperspektiven auf.
  • Die konkreten Ausführungsformen der Erfindung werden in Kombination mit Beispielen detailliert beschrieben, und die Erfindung ist nicht auf den Umfang der beschriebenen Beispiele beschränkt.
  • Beispiel 1
  • Die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung wird entsprechend den Rohstoffen und ihren Gewichtsverhältnissen in Tabelle 1 hergestellt: Tabelle 1 Rohstoffe und Gewichtsverhältnisse der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung
    Rohstoffe Wasserbasiertes, filmbildendes Mittel / g Zn-Pulver/ g Al2O3-Pulver/ g Talkum - pulver/g Härtungsmittel/g Dispersionsmittel/g Wasser/g
    K1 100 50 450 350 1 0,5 5
    K2 150 10 400 250 2 1 1
    K3 50 30 450 250 1 0,5 5
    K4 100 0 450 300 1 0,5 5
    K5 100 50 400 250 1 0,5 5
    D1 100 0 450 0 1 0,5 5
    D2 100 50 0 300 1 0,5 5
  • Darunter sind K1-K5 experimentelle Gruppen, D1-D2 sind die Kontrollgruppen, und eine Blindkontrollgruppe D3 (d. h. direktes Walzen ohne Beschichten) ist ebenfalls vorgesehen. Das wasserbasierte, filmbildende Mittel ist Epoxydharz (Feststoffgehalt: 50 %), das Härtungsmittel ist SiO2 und das Dispersionsmittel ist Polyvinylalkohol. Der pH-Wert der erfindungsgemäß herzustellenden wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beträgt 7,5-9,5, und der Feststoffgehalt beträgt 85-90 %.
  • Das Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: Hinzufügen des wasserbasierten filmbildenden Mittels, von Zn-Pulver, Talkumpulver und Al2O3-Pulver in einen Behälter bei normaler Temperatur und normalem Druck unter kontinuierlichem und gleichförmigem Rühren; dann Hinzufügen eines Härtungsmittels, eines Dispersionsmittels und von Wasser, bis die Lösung eine gleichförmige stabile Phase, d. h., die wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung, zeigt.
  • Die in den vorstehend genannten Gruppen hergestellte wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung wird auf die Oberfläche von Stahlausrüstung, einer Walze oder Winde durch Luftdruckspritzen, Vakuumspritzen oder manuelles Streichen aufgetragen, natürlich getrocknet und bei Raumtemperatur für 10-15 min gehärtet, um eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,2-0,4 mm zu erhalten. Das Titanrohr wird bei 900 °C gewalzt. Die Oberflächenqualität des gewalzten Titanrohrs ist gut, und das Titanrohr haftet nicht an der Walze oder Winde an. Der konkrete Vergleich stellt sich wie folgt dar: Tabelle 2 Testleistung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung und von Kontrollgruppen
    Nr. Oberflächendefektrate von Titanrohr aufgrund von Titanbindung (%) Dicke der TiFe-Schicht auf der Titanrohroberfläche (µm) Titanbindungsrate an der Ausrüstungsoberfläche (%)
    K1 1 9 1
    K2 2 10 2
    K3 3 11 3
    K4 5 13 4
    K5 9 22 11
    D1 12 23 13
    D2 24 46 26
    D3 35 249 54
  • Wie in der Tabelle 2 zu sehen ist, zeigen die von der Ausrüstung produzierten und mit der Beschichtung der Gruppen K1 bis K5 gespritzten Titanrohre eine gute Oberflächenqualität und haften kaum an der Walze, Winde usw. an; die von der Ausrüstung ohne Beschichtung produzierten Titanrohre (d. h. die Blindkontrollgruppe D3) weisen schwerwiegende Oberflächendefekte auf und die Ausrüstung muss aufgrund eines bestimmten Grades von Titanbindung geschliffen werden; und die von der Ausrüstung mit der Beschichtung der Gruppen D1 und D2 produzierten Titanrohre weisen eine hohe Oberflächen-Defektrate auf und können eine Titan-Stahl-Bindung nicht effektiv verhindern.
  • Falls eine jährliche Produktionskapazität von 10.000 Tonnen vorgesehen ist, werden entsprechend dem Standard von 1,5 Tonnen pro Titanbarren (Formling) etwa 6.300 Titanbarren jährlich produziert; und von jedem Titanbarren werden aufgrund der Tiefe der Titan-Stahl-Bindung von 5 mm bis 20 mm 100 bis 200 kg abgeschnitten; und das von jedem Titanbarren aufgrund der Titanbindung abzuschneidende Teil verursacht aufgrund des Preises von 80.000 Yuan/Tonne Titanbarren einen Verlust von 8.000-16.000 Yuan. Darüber hinaus werden durch die Schneidarbeit viel Arbeitskraft und Materialressourcen verbraucht, und die zusätzlichen Produktionskosten und die zusätzliche Produktionszeit nehmen zu. Die Technologie kann einen großen Betrag an Produktionskosten für Titanrohre und andere Titanlegierungsprodukte einsparen. Wenn im Walzprozess für jeden Titanbarren 2-5 kg Beschichtung verwendet werden und der Preis der Beschichtung 200.000 Yuan/Tonne beträgt, lassen sich die neuen Vorteile dieser Technologie in der folgenden Formel darstellen:
    • W - Produktion von Titanbarren pro Jahr: etwa 6.300 Titanbarren pro Jahr werden produziert (Basis: 10.000 Tonnen);
    • A- Betrag jedes Titanbarrenschnittes aufgrund der Titan-Stahl-Schichtbindung (Basis: 50 kg / Titanbarren);
    • P1 - Kosten eines Titanbarrens: 80 Yuan/kg;
    • W1 - Verbrauch an aufgespritzter, hochtemperaturbeständiger Antihaftbeschichtung, 3 kg/Barren;
    • P2 - Preis pro Tonne hochtemperaturbeständiger Antihaftbeschichtung (Basis: 200 Yuan/kg);
    • Y - Neue Vorteile aufgrund dieser Technologie pro Jahr:
  • Dann gilt: Y = ( P1 × − × P2 ) × W = ( 4000 − 600 ) × 6.300 = 2.142 ( 10.000  Yuan )
    Figure DE112017003093T5_0001
  • Folglich weist die erfindungsgemäße Beschichtung einen guten wirtschaftlichen Nutzen, sozialen Nutzen und breite Anwendungsperspektiven auf.

Claims (10)

  1. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten umfasst: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 0-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver, und 250-350 Teile Talkumpulver.
  2. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten umfasst: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver, und 250-350 Teile Talkumpulver,.und vorzugsweise (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten umfasst: 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver und vorzugsweise (in Gewichtsanteilen) die folgenden Komponenten umfasst: 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver und 350 Teile Talkumpulver.
  3. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie (in Gewichtsanteilen) ferner die folgenden Komponenten umfasst: 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  4. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie (in Gewichtsanteilen) aus den folgenden Komponenten besteht: 50-150 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 10-50 Teile Zn-Pulver, 400-450 Teile Al2O3-Pulver, 250-350 Teile Talkumpulver, 1-2 Teile eines Härtungsmittels, 0,5-1 Teil eines Dispersionsmittels und 1-5 Teile Wasser; und vorzugsweise 100 Teile eines wasserbasierten, filmbildenden Mittels, 50 Teile Zn-Pulver, 450 Teile Al2O3-Pulver, 350 Teile Talkumpulver, 1 Teil eines Härtungsmittels, 0,5 Teile eines Dispersionsmittels und 5 Teile Wasser.
  5. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserbasierte, filmbildende Mittel mindestens Epoxidharz, wasserbasierte Polyurethanfarbe, wasserbasierte Acryllatexfarbe oder wasserbasierte Alkydfarbe ist.
  6. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsmittel mindestens SiO2, Wasserglas oder Al2 (HPO4)3 und vorzugsweise SiO2 ist; und das Dispersionsmittel mindestens Polyvinylalkohol, hydrolysiertes Maleinsäureanhydrid oder Bariumstearat und vorzugsweise Polyvinylalkohol ist.
  7. Wasserbasierte, hochtemperaturbeständige Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung 7,5-9,5 ist; und der Feststoffgehalt 85-90 % und vorzugsweise 87 % ist.
  8. Verwendung der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 beim Walzen von Titanrohr.
  9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche von Stahlausrüstung, Rollen oder Winden bei Raumtemperatur mit der wasserbasierten, hochtemperaturbeständigen Titan-Stahl-Antihaftbeschichtung beschichtet wird, um eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,2-0,4 mm und vorzugsweise 0,3 mm auszubilden.
  10. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Luftdruckspritzen, Vakuumspritzen oder manuelles Streichen aufgetragen wird.
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