[发明专利]一种无机防渗碳涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无机防渗碳涂料及其制备方法，包括如下重量份的原料配制，将一定量的氧化铜粉末防渗碳剂、玻璃粉、二氧化硅粉末、硼砂、氧化铝、白云石粉置于球磨机中研磨，成粒径D≤10µm的粉料；再将水玻璃加入该粉料中，经搅拌待粘度达到6000mPa•s—7000mPa•s时，得到防渗碳涂料成品。本发明的防渗碳涂料配方中使用无机耐高温材料作为防渗碳剂，本发明防渗碳剂涂刷在工件表面后形成的防渗碳涂层粘结性好，自干速度快，且在高温时不起皮、不流淌，不影响渗碳气氛，此外该涂料烧结出质量优良的玻璃态组织，在渗碳热处理后可以通过水洗去除，从而解决了传统防渗碳涂料在渗碳热处理后难以剥离的问题。

技术领域

本发明属于热处理涂料技术领域，具体地说是一种无机防渗碳涂料及其制备方法。

背景技术

众所周知，轴类、齿轮类零件等都是在较高的循环载荷、较高的冲击载荷以及在极其严重的摩擦条件下工作的，因此，这就对零部件表面性能具有更高的要求，即要求这些零部件表面硬度高，耐磨性好，同时内部还要有足够的韧性等综合力学性能。因此在经过机加工后需要对其表面进行渗碳处理，然后进行淬火或其他热处理，以提高其性能。为了让后续加工工序中的表面不产生脆硬性而损伤加工刀具，因此，需要在渗碳时对工件表面局部进行防渗碳处理。防渗碳主要利用一些化学稳定性很高的物质，通过物理方式隔绝来实现，钢铁零部件的防渗碳方法主要有机械加工法、镀铜法与防渗碳涂料法。机械加工法是通过提高工件的加工余量，在渗碳及热处理后将渗碳层通过切削加工等方式去除。这种方法不仅浪费材料，还增加了工序，刀具成本也增加，已经逐渐被镀铜法与防渗碳涂料法所代替。镀铜法是最传统的防渗方法，防渗质量高；但该方法属于化学方法，其成本高、周期长，而且镀液会严重污染环境。目前，国内外所使用的防渗碳涂料，存在浇注过程中易产生气隙，涂层本身的导热率低，与基材的结合力较差，涂层容易脱落，渗碳后难以去除，而且难以适应一些恶劣环境的情况。因此研究低气隙、高效率、性能好、低成本的新型无机防渗碳涂料，是今后相关涂料发展的必然趋势。

中国专利CN106521401A公开了一种用于精加工部件的防渗碳涂料，该涂料可水洗去除，具有良好的脱落性，但是涂料中存有不耐高温的醇基有机物，高温时容易分解为含碳有机物，影响渗碳气氛。中国专利CN103771883A公开了一种纳米防渗碳涂料，该涂料组分为无机物，具有耐高温的特性，高温时不会发生分解，不干扰渗碳气氛，不影响渗碳质量，但是该工艺涂刷防渗碳涂料后，工件需要放置于60摄氏度的干燥房中干燥12小时，从而降低了工作效率，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种附着力好，自干速度快，并且烧结形成质量良好的玻璃态物质并且淬火后可水洗去除的无机防渗碳涂料的制备方法：本发明具有低气隙及良好的防渗碳效果。此外本发明还解决的技术问题是提供该无机防渗碳涂料的制备方法，该制备工艺简单，能耗低，成本低。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种无机防渗碳涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将下述配方量的防渗碳剂，玻璃粉，二氧化硅，硼砂，氧化铝，白云石粉置于球磨机中研磨，球磨机的转速为300rpm—500rpm，研磨后的出料温度低于30℃，研磨时间为60-90min，到粒径D≤10µm的粉料备用；

步骤2：将下述配方量的水玻璃加入到步骤1中的粉料中，经搅拌均匀后，待粘度达到6000mPa•s—7000mPa•s范围时，得到防渗碳涂料成品；

所述涂料包括如下组份及质量份数：防渗碳剂10—15，玻璃粉19—25，二氧化硅粉末6—10，硼砂5—10，氧化铝3—6，白云石粉4—8，硅酸钠40—50。

本发明所述经优化的涂料包括如下组份及质量份数：防渗碳剂12—14，玻璃粉19—22，二氧化硅粉末7—9，硼砂6—9，氧化铝3—5，白云石粉6—8，硅酸钠45—50。

本发明所述的防渗碳剂为氧化铜粉末，纯度≥99.0%，粒度范围为180—200目。