[发明专利]一种普通钢耐高温防氧化涂料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种普通钢耐高温防氧化涂料及其使用方法。

背景技术

在现行的轧钢工艺中，无论是普通钢还是特钢，在轧制、锻造、淬火、退火、正火等热处理加工过程时，在高温作用下容易产生表面氧化现象，而且还会伴随着合金元素贫化和脱碳。这种现象直接制约着轧钢成材率的提高，影响了成品钢材的表面质量。目前防止钢铁制品氧化烧损的方法有高温涂层法、真空法和保护气氛法。真空法和保护气氛法是将钢铁制品置于真空环境或惰性气体保护环境下进行加热处理，减少高温炉气与钢铁制品表面接触，从而减少钢铁制品的氧化损伤。但这两种方法工艺复杂，操作技术要求高，不适合钢铁制品大批量热处理加工。高温涂层法是近几十年发展起来的一种热处理保护技术，相对真空法和保护气氛法加工技术，这种保护方法具有投资少、成本低、操作简单、适应性强等特点。涂层技术的基本原理是将涂料涂覆于钢坯表面，在逐步加热过程中，形成一层紧附于钢坯表面且强度较高的致密烧结层，该烧结层对钢坯表面氧化物呈惰性，从而防止钢坯因直接接触而产生的粘钢问题，同时致密烧结层隔绝了氧化性气氛，有效降低了钢坯氧化烧损。

中国专利公开号1036396A公开了一种硅钢板坯加热防氧化涂料，该种涂料以普通镁砂或废镁砖粉和电容镁砂为主料，轻粘土硅酸盐熔块和工业三氧化二铬为辅料，以三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠为添加剂制成。该涂料采用的是镁铬质涂料，虽然具有一定的抗液态硅钢侵蚀的能力，但其粘结性能较差，致使该涂料被加热后极易开裂和脱落，另外三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠在高温下的化学稳定性能也相对较差，致使该涂料防氧化效果不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有普通钢耐高温防氧化涂料化学稳定性差、易开裂脱落的问题，提供一种具有良好耐高温性和粘结性的普通钢耐高温防氧化涂料。

本发明还提供了一种普通钢耐高温防氧化涂料的使用方法。

本发明的具体技术方案为：一种普通钢耐高温防氧化涂料，由以下重量份的原料组成：Al₂O₃-SiAlON-SiC粉体30～50份，Cr₂O₃ 3～5份，复合粘结剂20～30份，氟硼酸钾0.5～1.5份，碳化硼0.5～1.5份，以上各组分粒度为300～500目。

Al₂O₃-SiAlON-SiC材料具有熔点高、导热系数高、热膨胀率低、化学稳定性好等优良性能，本发明采用Al₂O₃-SiAlON-SiC材料作为普通钢耐高温防氧化涂料的填料，大大提高了普通钢耐高温防氧化涂料的耐高温性和化学稳定性。Cr₂O₃可以改善涂料的涂覆性能，增加涂层在高温下的润湿能力，形成致密的抗氧化涂层。氟硼酸钾是低熔点化合物，在涂层中起助熔的作用，增加涂层熔体的润湿能力。碳化硼在高温下提供活性C原子，可以增强基体的抗脱碳能力。

作为优选，Al₂O₃-SiAlON-SiC粉体由以下方法制备而得：

(1)将重量份分别为20～40份电熔刚玉，20～30份氧化铝粉，10～20份Si粉和5～10份β-SiAlON粉混合均匀的基料，置于球磨罐中，以水为介质球磨1～2h；

(2)将步骤(1)中球磨后的混合料在80～100℃下干燥，然后再干混20～30min；

(3)将干混后的混合料以70～80MPa的压力压制成型，保压2～3h，然后于180～200℃烘烤5～8h，再置于微波高温气氛炉中，在埋炭条件下于1400～1500℃保温4～8h后，自然冷却即得Al₂O₃-SiAlON-SiC粉体

本发明采用微波加热合成、烧结制备Al₂O₃-SiAlON-SiC粉体，具有降低烧结温度、缩短烧结保温时间的优点。

作为优选，步骤(1)中基料与水的质量比为1.5～2：1。混合料的浓度在适宜范围内，混合物更易于粉碎，其流动性和分散性更好，粉碎的更均匀。

作为优选，复合粘结剂的制备方法如下：

将重量份分别为60～80份酞菁树脂预聚物，20～30份填料，1～3份二甲苯，1～3份三乙氧基硅烷混合均匀，加热至150～250℃，保温2～5h，再升温至250～350℃，保温4～10h，再升温至350～450℃，保温4～10h，自然冷却后即得复合粘结剂。。