[发明专利]一种降低烧结温度的高温搪瓷涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种搪瓷凃料的制备方法，特别是涉及一种可降低烧结温度的高温搪瓷涂料的制备方法。

背景技术

工业燃气涡轮涡轮转子、燃烧室、尾喷管和工业尾气燃烧器的燃烧室是在高温高压条件下工作，其工作温度在500℃以上，局部可超过1000℃。涡轮转子、燃烧室、尾喷管的材料一般是不锈钢、耐热钢或高温合金，均是奥氏体金属材料。在如此苛刻的工况条件下必须采用隔热涂层技术才能保证工作的可靠性和使用寿命。

现有技术一般采用由二氧化硅、氧化钡、氧化钙等金属氧化物组成的特种搪瓷玻璃涂层或陶瓷涂层作为工作温度低于1000℃的隔热涂层。不锈钢、耐热合金等奥氏体材料的固溶温度在1150℃，但此类搪瓷玻璃涂层的烧结温度都在1220～1240℃。不锈钢、耐热合金等奥氏体金属材料在1220～1240℃条件下，高于固溶热处理温度，其金相组织会发生变化，严重降低金属材料的高温机械性能。奥氏体金属材料还具有线膨胀系数高的特点，大温差的温度变化会使搪瓷玻璃涂层产生局部脱落，影响涂层与基体的结合强度。

综上所述，一种具有耐热蚀性能好、与基体结合强度高、能够在奥氏体金属材料固溶热处理温度以下进行烧结的高温搪瓷涂料技术有待开发。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种降低烧结温度的高温搪瓷涂料的制备方法，实现在奥氏体金属材料的固溶热处理温度1150℃以下进行烧结，避免因为烧结温度高于奥氏体金属材料的固溶热处理温度造成的金属晶粒长大，解决材料高温机械性能降低的技术难题。

本发明提供的技术方案是：

（1）首先熔制玻璃熔块，玻璃熔块化学成分及重量比例如下：

石英砂52—53， 氧化硼6.8—7.5，氧化钡8.6—9.0，氧化钙6.8—7.5，氧化镁1.8—2.0，三氧化二铝19.0—20.0，氧化钛3.3—3.6；

石英砂的化学成分要求SiO₂≥99%，Fe₂O₃＜0.05%，其余成分均为化学纯；将玻璃熔块的所有化学原材料置入坩埚在大气下熔制，熔制温度控制在1550～1650℃，熔炼均匀后倒出坩埚在水中快速冷却，制成玻璃熔块；

（2）将熔制的玻璃熔块进行粉碎后研磨，磨制成0.1～5.0 μm的粉体，再分别重力分选出0.1～0.3 μm的第一组、0.3～1.0 μm的第二组、1.0～5 .0 μm的第三组，再将三种颗粒尺寸的玻璃熔块粉体按如下重量比例均匀混合：0.1～0.3 μm的第一组  20～30，0.3～1.0 μm的第二组  50～70，1.0～5.0 μm的第三组  10～20；

（3）在玻璃熔块研磨过程中加入三氧化二铬、氧化钴和水进行混合分散研磨，其重量比例为：

均匀混合的玻璃熔块粉体 93～97，三氧化二铬4～8，氧化钴                0.4～0.6，蒸馏水 50～70；

最终制成可降低烧结温度的高温搪瓷涂料水浆，其烧结温度为1050℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果：涂层烧结温度为1050℃，烧结温度降低了170℃，实现了在奥氏体金属材料的固溶热处理温度1150℃以下进行烧结。避免了因为烧结温度高于奥氏体金属材料的固溶热处理温度造成的金属晶粒长大，解决了材料机械性能降低的技术难题。涂层能够承受1000℃加热，然后水冷5次的热震试验而无崩瓷脱落现象。

具体实施方式

实施例1：

1、制备玻璃熔块，其化学成分（重量份数比）：

石英砂（SiO₂）52.6， 氧化硼（B₂O₃）7.0，氧化钡（BaO）8.8，氧化钙（CaO）7.0，氧化镁（MgO）1.8，三氧化二铝（Al₂O₃）19.3，氧化钛（TiO₂）3.5。

2、石英砂的化学成分要求SiO₂≥99%，Fe₂O₃＜0.05%，其余原材料均为化学纯。将10公斤玻璃熔块的所有原材料置入坩埚在大气下用1700℃箱式电炉熔制，熔制温度控制在1600℃～1650℃，熔炼均匀后倒出坩埚在水中快速冷却，制成玻璃熔块。