[发明专利]钛材表面用耐高温涂料及其应用以及钛材的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钛材表面用耐高温涂料领域，具体涉及一种钛材表面用耐高温涂料及其应用以及钛材的生产方法。

背景技术

钛材在生产过程中一般要经过退火处理，退火一般要在900℃左右的高温下进行，而在高温下，氧会进入钛材表面，形成坚硬的溶氧层，钛材在900℃加热4h以上表面就会出现深度20mm左右的深裂纹。为保证钛管的后续轧制和热轧钛板的表面质量，在轧制过程中需要对钛材进行切削和打磨处理，以除去裂纹和溶氧层，这样损失较大。由于钛材是由海绵钛反应制得，将加热过程中钛材的开裂部分及溶氧层去掉，严重影响钛材的成本及成材率，因此需要对钛材进行高温保护。

关于钛材的高温保护，研究表明在钛材表面进行铂离子电镀能够保护钛材在650℃不被氧化，但远远不能满足退火的高温要求。将抗氧化性优秀的MCrAlY合金通过喷射或者蒸发镀膜到钛基体上，会导致该合金与钛形成的共熔化合物增加，以及在钛生产加热过程中形成相互扩散层。传统的抗氧化保护涂料硼硅酸盐玻璃基涂料应用于钛材表面时，虽然对抑制氧化物的形成有一定的作用，但不能达到防止溶氧层形成的目的。目前，有用铝作为抗氧剂的铝基氧化保护涂料用于钛材生产上，该涂料对抑制氧化物及溶氧层的形成有一定的作用，但效果仍不理想，而且涂料粘性较低，使用时只能喷射，不能刷涂，大大限制了其应用。

因此，需要开发一种能有效防止钛材表面溶氧层和裂纹形成的耐高温保护涂料，达到降低钛材生产成本的目的。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种钛材表面用耐高温涂料，该涂料由一种原料混合物混合均匀后得到，所述原料混合物的组分为：苯丙乳液50～150g/kg，Al粉850～900g/kg，聚氮丙啶交联剂1～2g/kg，聚丙烯酸0.5～1.0g/kg，聚丙烯酰胺1～5g/kg，其余为蒸馏水或去离子水。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述钛材表面用耐高温涂料在钛材生产中的应用。

其中，上述钛材表面用耐高温涂料在钛材生产中的应用，所述钛材为钛板、钛锭或钛管。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种钛材的生产方法，该方法包括对钛材进行退火处理前，在钛材表面涂覆上述钛材表面用耐高温涂料。

其中，上述钛材的生产方法中，所述的钛材为钛板、钛锭或钛管。

其中，上述钛材的生产方法中，所述耐高温涂料的涂覆量使得其在钛材表面固化后膜层厚度为0.20mm～0.40mm。

本发明的有益效果是：

首先，本发明钛材表面用耐高温涂料为水性环保涂料，涂料中不含有RoHS质量标准中限制的有害元素，该涂料暴露在空气中没有有毒物质挥发，不会对施工环境造成污染。其次，本发明钛材表面用耐高温涂料配制时间短，使用时可以现场配制，简单可行；并且该涂料在使用过程中，工艺简单、易操作，可以在装有气压喷涂、真空喷涂和刷涂设备的生产线上使用。最后，经本发明耐高温涂料涂覆后的钛材，在800～1000℃恒温4～6h退火过程中，钛材表面不出现氧化层和10～20mm的高温裂纹，从而提高了钛材加工的成材率和生产效率，有效降低生产成本，使得该涂料在钛板、钛锭及钛管等钛材生产行业中具有较为广阔的推广应用前景。

说明书附图

图1为实施例1～4轧制后钛锭表面的照片。

图2为对比例1轧制后钛锭表面的照片。

图3为对比例2轧制后钛锭表面的照片。

图4为各实施例和对比例轧制后钛锭表面的硬度分布。

具体实施方式

本发明提供了一种钛材表面用耐高温涂料，该涂料由一种原料混合物混合均匀后得到，所述原料混合物的组分为：苯丙乳液50～150g/kg，Al粉850～900g/kg，聚氮丙啶交联剂1～2g/kg，聚丙烯酸0.5～1.0g/kg，聚丙烯酰胺1～5g/kg，其余为蒸馏水或去离子水。

其中，上述耐高温涂料中，所述苯丙乳液作为水性成膜剂，能够进一步减少钛材表面溶氧层的形成。对于苯丙乳液的固含量无特殊要求，可以采用本领域常用的苯丙乳液，苯丙乳液的固含量优选为40～60wt％。

其中，上述钛材表面用耐高温涂料中，所述Al粉为氧化保护剂，Al粉的重量百分比为85％～90％，保证涂层在钛材表面的附着性。

其中，上述钛材表面用耐高温涂料中，所述聚氮丙啶交联剂作为固化剂，聚丙烯酸作为分散剂，聚丙烯酰胺作为增稠剂。