[发明专利]一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层及其制备方法

说明书

一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层及其制备方法，属于金属材料表面处理领域，所述涂层的质量配比为：硼砂：氧化镁：石英玻璃粉：氧化钛：白云石＝(5～5.2)：(10～10.5)：(2～2.5)：(3～3.5)：(1～1.2)；制备方法：1)混合原材料粉末并配制粘结剂；2)将粘结剂倒入粉料中搅拌，将混合好的糊料涂覆于基材表面；3)待糊料充分变干凝结，形成高温抗氧化涂层；本发明工艺简单，成本低，在钢材上，形成致密的抗氧化涂层，起到阻隔钢材与加热气氛接触，能够很好地防止工件在高温热处理过程中发生氧化脱碳，且热处理后涂层自行脱落，不影响工件的直接使用或者后续的机械加工。

技术领域

本发明属于金属材料表面处理领域，具体涉及一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层及其制备方法。

背景技术

碳钢是一类重要的钢铁材料，它不仅广泛用于国防建设，还在经济生活中占有重要地位。碳钢凭借其自身强大的优点、巨大的使用量，在国家经济中承担着重要作用。

碳钢必须加热到高温才能完成淬火、退火、正火、轧制和模锻等工序。但是在高温加热过程中，其氧化烧损较为严重。氧化脱碳破坏材料表面质量，同时使材料的组织受损，性能大大降低。为了防止氧化脱碳，现有技术在工业生产中不得不采用真空热处理或者是气氛保护热处理，这两种热处理方式均需要专用的热处理设备，且设备造价高昂，技术难度高，使得热处理成本显著增加。因此，对碳钢生产加工过程中采取保护措施，提高其高温条件下在空气中的抗氧化能力，使碳钢的热处理过程无需在真空或保护气氛中进行，降低碳钢热处理的技术难度、降低生产成本具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层及其制备方法，通过不同材料粉末与粘结剂混合涂覆在钢材上，形成致密的抗氧化涂层，起到阻隔钢材与加热气氛接触，防止碳钢脱碳，提高其高温抗氧化性能。

一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层，由硼砂、氧化镁、石英玻璃粉、氧化钛、白云石制备而成，质量配比为：硼砂：氧化镁：石英玻璃粉：氧化钛：白云石＝(5～5.2)：(10～10.5)：(2～2.5)：(3～3.5)：(1～1.2)。

所述硼砂的质量百分比不低于99.5％，粒度范围为60～80目。

所述氧化镁的质量百分比不低于99.5％，粒度为150～180目。

所述石英玻璃粉中玻璃态二氧化硅含量质量百分比不低于99.5％，粒度为180～200目。

所述氧化钛质量百分比不低于99.5％，粒度为200～250目。

所述白云石中氧化钙质量百分比28％～30.4％，氧化镁质量百分比18％～21.9％，粒度为300～400目。

一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，(a)和(b)无先后顺序：

(a)按一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层的质量配比称取原材料粉末并混合均匀，得到粉料；

(b)取2～5g粘结剂粉末溶于95～98g蒸馏水中，配制成粘结剂悬浊液；

步骤2：

将粘结剂悬浊液倒入粉料中并搅拌，将混合好的糊料均匀涂覆于碳钢基材表面；

步骤3：

在室温下静置，待糊料充分变干凝结，形成高温抗氧化涂层。

上述一种碳钢热处理用高温抗氧化涂层的制备方法，其中：

所述步骤1(b)中，粘结剂为羧甲基纤维素钠粉末，粘结剂溶液的质量分数为2～5％。

所述步骤2中，粘结剂溶液与粉料按质量比1：1混合。