[发明专利]一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料及其制备方法和应用，所述镁橄榄石复合防氧化涂料，包括下述重量份的原料：镁橄榄石粉体：40‑50，非晶质二氧化硅粉体：2.5‑10.5，碳化硅粉体：0.6‑3，硅粉：0.2‑1，三聚磷酸钠：0.2‑1，聚环氧乙烷：1.0‑1.2，水：42‑46；本发明金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料，基于镁橄榄石质材料的耐高温特性，配以适当的结合剂，制得的涂料的防护温度高达1380℃，高温下在钢坯表面形成致密的保护膜，有效阻止了氧气向金属的扩散，极大降低金属材料的氧化烧损和氧化，防护效果好，在钢坯冷却过程中，该涂层能够自动脱落，不会对后续工艺造成影响，不会在钢坯表面引入新的成分，能有效地提高金属材料的热加工效益和材料性能。

技术领域

本发明涉及金属材料热加工技术领域，特别是一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料及其制备方法和应用。

背景技术

高温加热过程中，钢铁表面易被氧化烧损，氧化不仅造成原料和能源浪费，而且会破坏材料的表面质量，使材料的表层组织损坏，极大地影响了产品的成材率。因此，在金属材料热加工过程中，采用耐高温性保护涂料对基体进行防护是近几十年发展起来的金属材料表面保护技术。但是，从目前的相关应用技术和使用效果看，有些防氧化涂料的抗氧化温度过低，多数涂料抗氧化温度在1000 ℃左右；有的涂料仅适用于某些特殊金属及合金且成本过高，没有普遍适用性，有的涂料在高温下出现脱落问题，保护效果不理想。因此，研发一种原料来源便捷、使用范围广泛、成本低廉，且无毒、无害、无污染的环保型金属材料防氧化保护涂料，成为行业内亟需重点解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对目前金属材料在热加工过程中，表面容易被氧化烧损，而破坏材料的表面质量，影响产品成材率，而现有的金属材料表面保护涂料普遍存在抗氧化温度过低，或者没有普遍适用性，或成本过高等问题，提供一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料及其制备方法和应用。

本发明的一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料，是由下述重量份的原料制得：镁橄榄石粉体：40-50，非晶质二氧化硅粉体：2.5-10.5，碳化硅粉体：0.6-3，硅粉：0.2-1，三聚磷酸钠：0.2-1，聚环氧乙烷：1.0-1.2，水：42-46。

优选地，本发明的一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料，是由下述重量份的原料制得：镁橄榄石粉体：44，非晶质二氧化硅粉体：7.5，碳化硅粉体：2，硅粉：0.4，三聚磷酸钠：0.5，聚环氧乙烷：1，水：43。

本发明中所述镁橄榄石粉体中2MgO·SiO₂的质量百分含量≥95%，粒径＜300目；所述非晶质二氧化硅粉体中SiO₂的质量百分含量≥97%，粒径＜10μm；所述碳化硅粉体中SiC的质量百分含量≥98%，粒径＜50μm；所述硅粉中Si的质量百分含量≥95%，粒径＜20μm；所述三聚磷酸钠、聚环氧乙烷是采用工业纯原料。

本发明的一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料的制备方法，包括下述步骤：

（1）按重量份称取碳化硅粉体、硅粉、三聚磷酸钠充分混合均匀制成调质剂，备用；

（2）按重量份称取镁橄榄石粉体、非晶质二氧化硅粉体，和步骤（1）制得的调质剂混合，加入混料机中充分混合均匀，然后加入混磨机中充分混合30-40分钟，破坏原料中的假性颗粒并再次充分混匀制成涂料基础原料；

（3）按重量份称取聚环氧乙烷和水，先将水加热至40-50℃，再将聚环氧乙烷加入水中充分搅拌，让聚环氧乙烷充分溶解在温水中制成聚环氧乙烷水溶液；

（4）将步骤（2）制得的涂料基础原料和步骤（3）制得的聚环氧乙烷水溶液混合，充分搅拌制成糊状的镁橄榄石复合防氧化涂料，即得。

本发明的一种金属材料保护用镁橄榄石复合防氧化涂料在金属材料保护中的应用。