JP7193544B2 - 熱間圧延における酸化物スケール生成を低減するための化学的方法 - Google Patents
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Description
本出願は、その全内容が参照により本明細書に援用される2018年2月15日に出願された米国仮特許出願第62/631,223号の優先権を主張するものである。
本発明は、長い熱処理計画の過程で金属を酸化から一時的に保護する熱処理保護コーティング全般に関し、詳細には、鋼材の製造又は作製における鋼材熱間圧延の過程で酸化物スケールを低減するための高温保護コーティング膜に関する。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの高融点無機材料は、約30.0重量%~約40.0重量%、約30.0重量%~約50.0重量%、約30.0重量%~約60.0重量%、約30.0重量%~約70.0重量%、約30.0重量%~約80.0重量%、約30.0重量%~約90.0重量%、約40.0重量%~約50.0%、約40.0重量%~約60.0重量%、約40.0重量%~約70.0重量%、約40.0重量%~約80.0重量%、約40.0重量%~約90.0重量%、約50.0重量%~約60.0重量%、約50.0重量%~約70.0重量%、約50.0重量%~約80重量%、約50.0重量%~約90.0重量%、約60.0重量%~約70.0重量%、約60.0重量%~約80.0重量%、約60.0重量%~約90.0重量%、約70.0重量%~約80.0重量%、約70.0重量%~約90.0重量%、約80.0重量%~約90.0重量%から選択される量の範囲で与えられ、重量%は、保護コーティングの総重量に対して測定される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの高融点無機材料は、保護コーティングの総重量に対して約40.0重量%~約90.0重量%の範囲内の量で与えられる。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの高融点無機材料は、か焼酸化アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム(ZrO2・SiO2、Zircopax(商標))、ケイ酸ジルコニウムとシリカとの混合物(Zircopax Plus(商標))、酸化ジルコニウム(ZrO2)、炭化ケイ素、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの高融点無機材料は、ケイ酸ジルコニウム、シリカ、及び炭化ケイ素の混合物である。
いくつかの実施形態では、保護コーティング組成物は、保護コーティングの総重量に対して約20.0重量%~約50.0重量%のか焼酸化アルミニウム、約20.0重量%~約40.0重量%のSiC、約10.0重量%~約30.0重量%のシリコン粉末、及び約0.1重量%~約2.0重量%のベントナイトクレイから本質的に成る。
いくつかの実施形態では、金属熱間加工炉の温度は、1250℃である。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、約0.1kg/m2~約10.0kg/m2の範囲内の量で塗布される。
一実施形態では、本開示は、材料ロスが低減された金属材料を製造する方法を提供し:少なくとも1つの高融点無機材料及び少なくとも1つのシリケート粉末を、水性キャリアと混合して、スラリーを調製する工程;スラリーを金属基材の表面上に塗布して、スラリーコーティング金属基材を形成する工程;並びにスラリーコーティング金属基材を、2~10時間にわたって金属熱間加工炉の温度で加熱し、それによって、緻密な焼結保護コーティング膜が、金属基材上に形成される、工程、並びに保護コーティング膜と酸化物スケールとを剥離して、熱間加工された金属材料を得る工程、を含む。
いくつかの実施形態では、金属基材は、鋼材を含む。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、約0.1kg/m2~約10kg/m2の範囲内の量で塗布される。いくつかの実施形態では、保護コーティングは、少なくとも1.0kg/m2の量で塗布される。
1つの実施形態では、コーティング組成物は、約0.1kg/m2~約10kg/m2で塗布される。1つの実施形態では、焼結セラミックコーティング膜は、約0.1kg/m2~約10kg/m2で形成される。
上記のセクション及び本明細書の残りの部分全体を通して用いられる場合、特に定めのない限り、本明細書で用いられるすべての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で言及されるすべての特許文献及び刊行物は、その全内容が参照により援用される。
本発明の一実施形態では、本開示は、少なくとも1つの高融点無機材料(例:炭化ケイ素)及び少なくとも1つのシリケートを含む、金属基材の熱間加工時の酸化物スケールを低減するための保護コーティングを提供する。「保護コーティング」の用語は、本明細書で用いられる場合、ウェットスラリーコーティング、スラリーコーティングから得られる乾燥粉末コーティング(グリーンコートとしても知られる)、及び乾燥粉末コーティングを高温下(例:金属熱間圧延における再加熱炉の温度)で焼成した後の焼結コーティング膜などのいかなる中間コーティングをも意味する。
いくつかの実施形態では、高融点無機材料は、少なくとも約2000℃の融点を有する。いくつかの実施形態では、高融点無機材料は、約2000℃~約3000℃の範囲内の融点を有する。いくつかの実施形態では、高融点無機材料は、2000℃~2730℃の範囲内の融点を有する。いくつかの実施形態では、高融点無機材料は、約2100℃~約2300℃の範囲内の融点を有する。1つの実施形態では、高融点無機材料は、約2020℃の融点を有する。1つの実施形態では、高融点無機材料は、約2070℃の融点を有する。1つの実施形態では、高融点無機材料は、約2730℃の融点を有する。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、少なくとも1つのシリケートを含む。いくつかの実施形態では、シリケートとしては、クレイ、グレーズ、二酸化ケイ素、フリット、又はこれらの組み合わせが挙げられ得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのシリケートは、クレイを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのシリケートは、フリットを含む。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのシリケートは、クレイを含む。本明細書全体を通して、「クレイ」の用語は、水と混合されると可塑性となる微細に粉砕された土状材料を意味することを意図している。クレイは、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、又は鉄を例とする少量の不純物を含有する水和ケイ酸アルミニウムを含む。「クレイ」の用語は、水和ケイ酸アルミニウム又はシリカが豊富で、アルカリ及び鉄が少なく、溶融することなく高温に耐えることができる硬質及び軟質の埋め込まれたクレイ(embedded clay)を含む。
いくつかの実施形態では、シリケートは、グレーズを形成するための原材料組成物を含む。グレーズは、ガラスに非常に類似する組成を有するガラス質コーティングである。グレーズの原材料の典型的な例としては、石英、クレイ、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、及び低融点を有する酸化物(CaO及びBaOなど)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、所望に応じて、バインダー、可塑剤、及び焼結の過程で燃焼除去することができる他の添加剤を含んでよい。添加剤の例としては、限定されないが、有機バインダー、分散剤、増粘剤、又は有機消泡剤が挙げられる。いくつかの実施形態では、保護コーティング組成物は、有機増粘剤と分散剤との混合物を含有してよい。1つの実施形態では、保護コーティング中の添加剤は、約0.1重量%~約3.0重量%の範囲内の重量パーセントで与えられる。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、湿潤スラリーである。いくつかの実施形態では、保護コーティングは、二酸化ケイ素を含む。
いくつかの実施形態では、湿潤スラリー中に与えられる二酸化ケイ素は、クレイに由来する。いくつかの実施形態では、クレイは、カオリンである。いくつかの実施形態では、湿潤スラリー中のクレイは、約10.0重量%~約30.0重量%の範囲内の重量パーセントで与えられる。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、約31.0重量%~約61.0重量%のSiCを含む。
いくつかの実施形態では、保護コーティングは、カオリンクレイなどの別の材料由来の二酸化ケイ素を含む純二酸化ケイ素を実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約5.0重量%未満であることを意味するものと理解されるべきである。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約4.0重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約3.0重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約2.0重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約1.0重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約0.5重量%未満であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティングの総重量に対して約0重量%であることを意味する。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、保護コーティング組成物が含有する二酸化ケイ素が、保護コーティング組成物の総重量に対して、約0.4重量%未満、約0.3重量%未満、約0.2重量%未満、約0.1重量%未満、約0.05重量%未満、約0.01重量%未満、約0.001重量%未満、又は0重量%であることを意味する。
いくつかの実施形態では、保護コーティング組成物は、湿潤スラリーであり、例えば、コーティング又はスプレーによって周囲温度で金属基材の表面上に塗布することができる、ある特定の流動性を有する粒子状無機材料の液体懸濁液である。いくつかの実施形態では、各原材料は、液体懸濁液の原材料を均一に分散するために、及びスプレー時のノズルの詰まりを回避するために、325USメッシュ(44ミクロン)以下の粒子サイズを有する。
一般手順
本発明の組成物は、本技術分野において公知の様々な方法によって作製されてよい。そのような方法は、以下の例の方法を、さらには以下で具体的に例示される方法を含む。セラミックコーティングの技術分野において一般的に実践される技術を含むそのような方法の改変も、用いられてよい。
スケール重量ロス(スケール重量)=w1-w3 (式1)
重量ロス防止パーセント(%)=(w1-w3)/w1×100% (式2)
コーティング塗布率(kg/m2)=(w2-w1)/鋼板の表面積(m2) (式3)
代表的な保護コーティング組成物の配合のいくつかを、以下の表4にまとめて示す。
50gのFerro Frit 3110及び50gの水を、高せん断ブレンダー(IKA(登録商標)RW 20)による均一撹拌下で一緒に混合して、化学組成が3.7% Al2O3、69.8% SiO2、2.4% K2O、15.2% Na2O、6.3% CaO、2.6% B2O3を含む固体懸濁液(スラリー)を形成した(Ferro Frit 3110の組成については表2を参照)。スラリーを、ブラシ又はドローダウンバーによって、鋼材Q-Panel(登録商標)R-46(Q-Lab corporation、寸法:152×102×0.8mm又は直径:65mm)の表面の一部分に塗布して、グレーズ材料Frit 3110のスラリーでコーティングされた鋼板を得た。スラリーでコーティングされた鋼板を、100℃で半時間、オーブン(Fisher Scientific(商標)、30~約300℃)中で乾燥し、粉末コーティング鋼板を形成させた。乾燥粉末コーティング鋼板を、炉(Nabertherm(商標)C450(30~約3000℃))に入れ、1060℃で20分間加熱し、続いて1250℃で4時間加熱した。1060℃で20分間加熱した後、半透明グレーズ膜がQ-panelの表面上に形成され(図4A)、グレーズ膜は、1250℃での20分間で透明となった(図4B)。透明膜は、加熱加工中、均一な膜であった。膜は、冷却すると破壊された。
例2.
50グラム(50g)のか焼酸化アルミニウムの325USメッシュ(44ミクロン、セラミック供給業者からのアルミナ仕様については表5参照)、及び50gの水を、高せん断ブレンダー(IKA(登録商標)RW 20)による均一撹拌下で一緒に混合して、化学組成が99.0%超のAl2O3を高融点無機材料(融点2000℃、かさ密度1.25g/cm3)として含む固体懸濁液(スラリー)を形成した。固体懸濁液を、ブラシ又はドローダウンバーによって、AISI 1040低炭素鋼版(寸法:153×102×6.4mm)の表面に1kg/m2~10kg/m2の範囲内のコーティング重量率で塗布し、か焼酸化アルミニウムスラリーコーティング鋼板を得た。
フリット、クレイ、及びアルミナを一緒にブレンドした。フリットは、FeO生成の前に1250℃未満で焼結し、クレイとアルミナとを一緒に固着させ、膜の焼結点を低下させ得る。
17.6重量% カオリンクレイ、17.0重量% Zircopax Plus(商標)、30.7重量% 炭化ケイ素、0.3重量% カルボキシメチルセルロースナトリウム(Aqualon(登録商標)CMC 7L)、1.0重量% 分散剤(Darvan(登録商標)811)、及び33.4重量% DI水(パイロットミル4311-12A配合)を一緒に混合して、スラリーを形成した。
57.0重量%のFrit 3134(10.14% Na2O、19.51% CaO、2.0% Al2O3、22.79% B2O3、45.6% SiO2)、14.0重量%のカオリンクレイ、及び29.0重量%のDI水(4276-100A配合)を一緒に混合して、スラリーを形成した。固体懸濁液を、ブラシ又はドローダウンバーによって鋼材の表面に0.1kg/m2のコーティング塗布率で塗布して、スラリーコーティング鋼板を形成した。スラリーコーティング金属基材をオーブン中で乾燥して、粉末コーティング鋼板を形成した。粉末コーティング鋼板を、熱間圧延のための再加熱炉中、1250℃で4時間の熱処理に掛け、緻密なセラミック膜コーティングを鋼材表面に形成した。鋼材表面のそうして形成された保護膜は、1250℃で短い時間(20分間)では安定である。
66重量パーセント(66.0重量%)のか焼酸化アルミニウム(325USメッシュ)、0.5重量%のカルボキシメチルセルロースナトリウム(Aqualon(登録商標)CMC 7L)、0.5重量%の分散剤(Darvan(登録商標)811)、及び33.0重量%のDI水(4311-35A配合)を一緒に混合して、スラリーを形成した。固体懸濁液を、ブラシ又はドローダウンバーによって鋼板の表面に0.1kg/m2のコーティング塗布率で塗布して、スラリーコーティング鋼板を形成した。スラリーコーティング鋼板を、60℃で約30分間、実験用オーブン(Fisher Scientific(商標)655G)中で乾燥して、粉末コーティング鋼板を形成させた。粉末コーティング鋼板を、熱間圧延のための再加熱炉中、1250℃で4時間の熱処理に掛け、緻密なセラミック膜コーティングを鋼材表面に形成した。鋼材重量ロスの21%低減が見られた。
カルボキシメチルセルロースナトリウム(Aqualon(登録商標)CMC 7L)(0.5g、Ceramic Shop)と水(33.2ml)とを、撹拌下で混合した。得られた混合物を、CMCが完全に溶解するまで、85~90℃で約2時間にわたって加熱した。熱CMC水溶液を、50℃未満まで冷却した。冷却したCMC溶液に、Darvan(登録商標)811(0.5g、Ceramic Shop)を撹拌下で添加し、続いてか焼酸化アルミニウム(33.0g、325USメッシュ、Ceramic Shop)、シリコン粉末(19.0g、Vesta)、炭化ケイ素(13.0g、Superior Graphite)、及びベントナイトクレイ(0.5g、Ceramic Shop)を添加した。得られた混合物を2時間にわたって撹拌した。消泡剤(0.3g、Dow Chemical)を混合物に添加して、スラリー(33.0重量% か焼酸化アルミニウム(325USメッシュ)、19.0重量% シリコン粉末、13.0重量% 炭化ケイ素、0.5重量% ベントナイトクレイ、0.5重量% CMC、及び0.5重量% Darvan(登録商標)811、及び33.2重量% DI水)を形成した。
50グラム(50g)のカオリン及び50gの水を、高せん断ブレンダー(IKA(登録商標)RW 20)による均一撹拌下で一緒に混合して、化学組成が38.0% Al2O3、47.0% SiO2、0.8% K2O、0.2% Na2O、0.1% CaO、0.4% Fe2O3、0.2% MgOを含むスラリーを形成した(表3を参照)。スラリーを、ブラシ又はドローダウンバーによって、鋼材Q-Panel(登録商標)R-46(Q-Lab corporation、寸法:152×102×0.8mm又は直径:65mm)の表面に塗布して、カオリンでコーティングされた鋼板を得た(図6A)。コーティング鋼板を炉に入れ、それぞれ1000℃、1100℃、及び1250℃で4時間加熱した。
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5.Wang et al., Two-step sintering of fine alumina-zirconia ceramics, Ceramics International, 2008.
Claims (38)
- 炭化物、窒化物、ホウ化物、金属酸化物、これらの混合物、又はこれらの複合材料から選択される少なくとも1つの高融点無機材料、
少なくとも1つのシリケート、及び
グラファイト、ダイヤモンド、及びシリコン粉末から選択される少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物、
を含み、
二酸化ケイ素を5.0重量%未満含む、
熱間加工時の酸化物スケール形成を低減するための、金属基材上に形成された保護コーティングであって、
前記高融点無機材料の総量は30.0重量%~90.0重量%であり、
前記シリケートの総量は0.1重量%~3.5重量%であり、
前記二酸化ケイ素代替物の総量は5.0重量%~50重量%であり、
前記重量%は、前記保護コーティングの総重量に対して測定される、保護コーティング。 - 前記少なくとも1つの高融点無機材料が、か焼酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム(ZrO2)、炭化ケイ素、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される、請求項1に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つの高融点無機材料が、か焼酸化アルミニウムと炭化ケイ素との組み合わせである、請求項2に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つの高融点無機材料が、5μm~44μmの範囲内のメジアン粒子サイズを有する、請求項1に記載の保護コーティング。
- 前記高融点無機材料の総量が、30.0重量%~40.0重量%、30.0重量%~50.0重量%、30.0重量%~60.0重量%、30.0重量%~70.0重量%、30.0重量%~80.0重量%、30.0重量%~90.0重量%、40.0重量%~50.0%、40.0重量%~60.0重量%、40.0重量%~70.0重量%、40.0重量%~80.0重量%、40.0重量%~90.0重量%、50.0重量%~60.0重量%、50.0重量%~70.0重量%、50.0重量%~80.0重量%、50.0重量%~90.0重量%、60.0重量%~70.0重量%、60.0重量%~80重量%、60.0重量%~90.0重量%、70.0重量%~80.0重量%、70.0重量%~90.0重量%、及び80.0重量%~90.0重量%から選択され、前記重量%は、保護コーティングの総重量に対して測定される、請求項1に記載の保護コーティング。
- 前記高融点無機材料の総量が、保護コーティングの総重量に対して40.0重量%~90.0重量%である、請求項1に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つのシリケートが、クレイである、請求項1に記載の保護コーティング。
- 前記クレイが、カオリン、タルク、石英、長石、ベントナイト、カイアナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライト、イライト、モンモリロナイト、パイロフィライト、スメクタイト、ノントロナイト、アタパルガイト、パリゴルスカイト、セピオライト、ホルマイト、クロライト、及びアルミノシリケート、並びにこれらの組み合わせから成る群より選択される、請求項7に記載の保護コーティング。
- 前記クレイが、カオリン又はベントナイトである、請求項8に記載の保護コーティング。
- 前記シリケートの総量が、保護コーティングの総重量に対して0.1重量%~2.0重量%である、請求項7~請求項9のいずれか一項に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つの高融点無機材料、前記少なくとも1つのシリケート、前記少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物、及び水を含む保護コーティングスラリーを前記金属基材上に塗布すること、及び、
前記金属基材を乾燥すること、
を含む、請求項1に記載の保護コーティングの形成する方法。 - 前記保護コーティングスラリーの総重量に対して、水が20.0重量%~50.0重量%の範囲内の量で前記保護コーティングスラリーに存在する、請求項11に記載の方法。
- 前記保護コーティングスラリーが、分散剤、増粘剤、又は消泡剤、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される添加剤をさらに含み、前記分散剤は、ポリアクリレートポリマーから選択され、前記増粘剤は、カルボキシメチルセルロースから選択される親水性ポリマーであり、前記消泡剤は、界面活性剤から選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記添加剤が、保護コーティングスラリーの総重量に対して0.1重量%~2.0重量%の範囲内の量で存在する、請求項13に記載の方法。
- 炭化物、窒化物、ホウ化物、金属酸化物、これらの混合物、又はこれらの複合材料から選択される少なくとも1つの高融点無機材料、
少なくとも1つのシリケート、及び
グラファイト、ダイヤモンド、及びシリコン粉末から選択される少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物、
を含み、
二酸化ケイ素を5.0重量%未満含む、
熱間加工時の酸化物スケール形成を低減するための、金属基材上に形成された保護コーティングであって、
前記高融点無機材料の総量は45.0重量%~90.0重量%であり、
前記シリケートの総量は0.1重量%~3.0重量%であり、
前記二酸化ケイ素代替物の総量は5.0重量%~50重量%であり、
前記重量%は、前記保護コーティングの総重量に対して測定される、保護コーティング。 - 前記少なくとも1つの高融点無機材料が、か焼酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム(ZrO2)、炭化ケイ素、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される、請求項15に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つのシリケートが、クレイである、請求項15に記載の保護コーティング。
- 前記クレイが、カオリン、タルク、石英、長石、ベントナイト、カイアナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライト、イライト、モンモリロナイト、パイロフィライト、スメクタイト、ノントロナイト、アタパルガイト、パリゴルスカイト、セピオライト、ホルマイト、クロライト、及びアルミノシリケート、並びにこれらの組み合わせから成る群より選択される、請求項17に記載の保護コーティング。
- 前記クレイが、カオリンである、請求項18に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つの高融点無機材料が、か焼酸化アルミニウムと炭化ケイ素との混合物である、請求項16に記載の保護コーティング。
- 前記クレイが、ベントナイトである、請求項18に記載の保護コーティング。
- 前記二酸化ケイ素代替物が、シリコン粉末及びグラファイトから選択される、請求項15に記載の保護コーティング。
- 前記二酸化ケイ素代替物が、シリコン粉末である、請求項22に記載の保護コーティング。
- 前記シリコン粉末が、保護コーティングの総重量に対して10.0重量%~46.0重量%の範囲内の量で存在する、請求項23に記載の保護コーティング。
- 前記保護コーティングが、保護コーティングの総重量に対して20.0重量%~50.0重量%のか焼酸化アルミニウム、10.0重量%~30.0重量%のSiC、10.0重量%~30.0重量%のシリコン粉末、及び0.1重量%~2.0重量%のベントナイトクレイを含む、請求項15に記載の保護コーティング。
- 前記少なくとも1つの高融点無機材料、前記少なくとも1つのシリケート、前記少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物、及び水を含む保護コーティングスラリーを前記金属基材上に塗布すること、及び、
前記金属基材を乾燥すること、
を含む、請求項1に記載の保護コーティングの形成する方法。 - 前記保護コーティングスラリーの総重量に対して、水が20.0重量%~50.0重量%の範囲内の量で前記保護コーティングスラリーに存在する、請求項26に記載の方法。
- 金属基材の熱間加工時の酸化物スケール形成を低減する方法であって、
炭化物、窒化物、ホウ化物、金属酸化物、これらの混合物、又はこれらの複合材料から選択される少なくとも1つの高融点無機材料、少なくとも1つのシリケート、及びグラファイト、ダイヤモンド、及びシリコン粉末から選択される少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物を、水性キャリアと混合して、保護コーティングスラリーを調製する工程、
前記保護コーティングスラリーを金属基材の表面上に塗布する工程、
前記保護コーティングスラリーでコーティングされた金属基材を加熱オーブン中で乾燥する工程、及び
前記オーブン乾燥したコーティング金属基材を、2~10時間にわたって金属熱間加工炉で加熱する工程、
を含み、それによって、二酸化ケイ素を5.0重量%未満含む焼結保護コーティングが、前記金属基材上に形成され、前記金属基材上に形成される金属酸化物スケールの量が低減され、
ここで、
前記高融点無機材料の総量は30.0重量%~90.0重量%であり、
前記シリケートの総量は0.1重量%~3.5重量%であり、
前記二酸化ケイ素代替物の総量は5.0重量%~50.0重量%であり、
前記重量%は、前記保護コーティングの総重量に対して測定される、
方法。 - 前記焼結保護コーティングを前記金属基材から除去する工程をさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 前記金属熱間加工炉の温度が、1250℃である、請求項28に記載の方法。
- 前記金属基材が、鋼材を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記保護コーティングスラリーが、0.1kg/m2~10.0kg/m2の範囲内の量で塗布される、請求項28に記載の方法。
- 前記保護コーティングスラリーが、少なくとも1.0kg/m2の量で塗布される、請求項28に記載の方法。
- 材料ロスが低減された金属材料を製造する方法であって、
炭化物、窒化物、ホウ化物、金属酸化物、これらの混合物、又はこれらの複合材料から選択される少なくとも1つの高融点無機材料、少なくとも1つのシリケート、及びグラファイト、ダイヤモンド、及びシリコン粉末から選択される少なくとも1つの二酸化ケイ素代替物を、水性キャリアと混合して、保護コーティングスラリーを調製する工程、
前記保護コーティングスラリーを金属基材の表面上に塗布して、保護コーティングスラリーでコーティングされた金属基材を形成する工程、
前記保護コーティングスラリーでコーティングされた金属基材を2~10時間にわたって金属熱間加工炉で加熱し、それによって、二酸化ケイ素を5.0重量%未満含む焼結保護コーティングが前記金属基材上に形成される、工程、及び
前記保護コーティングと酸化物スケールとを剥離して、熱間加工された金属材料を得る工程、
を含み、
ここで、
前記高融点無機材料の総量は30.0重量%~90.0重量%であり、
前記シリケートの総量は0.1重量%~3.5重量%であり、
前記二酸化ケイ素代替物の総量は5.0重量%~50.0重量%であり、
前記重量%は、前記保護コーティングの総重量に対して測定される、
方法。 - 前記金属熱間加工炉の温度が、1250℃である、請求項34に記載の方法。
- 前記金属基材が、鋼材を含む、請求項34に記載の方法。
- 前記保護コーティングスラリーが、0.1kg/m2~10kg/m2の範囲内の量で塗布される、請求項35に記載の方法。
- 前記保護コーティングスラリーが、少なくとも1.0kg/m2の量で塗布される、請求項35に記載の方法。
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