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      鋼制件防滲碳涂料的制作方法

      文檔序號:3398200閱讀:1115來源:國知局
      專利名稱:鋼制件防滲碳涂料的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種鋼制件在化學熱處理前或其過程中臨時應用的涂覆或包覆材料,特別是巖石鉆頭的牙輪、牙掌在滲碳處理前或其過程中臨時應用的防滲碳涂料。
      滲碳是鋼化學熱處理方法的一種,通常是將低碳鋼制件放在滲碳介質中加熱,使新生的活性碳滲入鋼表層,然后通過淬火和低溫回火,使鋼制件的表面具有極高的硬度和強度,而內部仍保持原有的韌性。在許多情況下,沒有必要對鋼制件的整個表面進行滲碳,而只需對其工作面或受力面進行滲碳,因此需要解決其它表面部位的防滲碳問題。在現有技術中,鋼制件防滲碳的方法主要有三種機加工法、鍍銅法和涂料法。機加工法是加大工件的加工余量,待滲碳后通過機加工法去除滲碳層,其存在著浪費材料、增加機加工成本等缺點;鍍銅法是在工件防滲碳表面上先鍍銅后滲碳,其防滲碳效果特佳,但其工序復雜、成本高,而且有毒和污染環(huán)境;涂料法是在工件防滲碳表面上先涂上防滲碳涂料后滲碳,其防滲碳效果很好,其操作簡便、成本最低,而且無污染;但國內外的防滲碳涂料仍存在著三大頑癥在滲碳過程中出現爬行而導致防滲碳面擴大或縮小、影響爐內滲碳氣氛、滲碳后涂料層碳黑過多形成海綿狀等;國內外的防滲碳涂料或多或少都存在上述問題,再好的防滲碳涂料也存在其中的一個問題。
      本發(fā)明的目的是根據鋼制件在滲碳過程中需要用防滲碳涂料進行防滲碳涂層處理的社會需求,解決現有防滲碳涂料存在的涂層在高溫下爬行、影響爐內滲碳氣氛和滲碳后涂層碳黑過多形成海綿狀等三大頑癥,提供一種在900~1000℃下進行15~30小時滲碳后具有理想防滲碳效果的鋼制件防滲碳涂料,其屬環(huán)保型無機物混合物,具有良好的工藝性和可操作性,具有很好的經濟效益和社會效益,其可廣泛用于工具鋼、低合金鋼和軸承鋼等鋼制件的防滲碳保護。
      本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現的
      本發(fā)明是一種無機物混合物,其主要成分由阻滲碳劑、松散劑和粘結劑等組成;阻滲碳劑可選用氧化銅;松散劑可選用玻璃粉、二氧化鈦和白剛玉等及其混合物;粘結劑可選用水玻璃、耐火粘土和石英粉等及其混合物。在本防滲碳涂料的組分中,阻滲碳劑的含量是5~25%重;松散劑的含量是10~35%重;粘結劑的含量是40~85%重。在松散劑的組分中,玻璃粉相對于松散劑的含量是35~75%重,最好是40~60%重;二氧化鈦相對于松散劑的含量是15~35%重,最好是20~30%重;白剛玉相對于松散劑的含量是10~30%重,最好是20~30%重。在粘結劑的組分中,水玻璃相對于粘結劑的含量是55~90%重,最好是65~85%重;耐火粘土相對于粘結劑的含量是5~25%重,最好是10~20%重;石英粉相對于粘結劑的含量是5~20%重,最好是5~15%重。
      本發(fā)明的具體方案是本發(fā)明作為鋼制件用的防滲碳涂料,首先必須具有阻滲碳功能而需有阻滲碳劑;其次必須能涂在鋼制件表面上而需有粘結劑;第三必須能從鋼制件表面上清除掉而需有松散劑。
      本發(fā)明作為鋼制件用的防滲碳涂料,還必須滿足以下技術質量要求1、在900~1000℃高溫下經過15~30小時的滲碳處理,清除涂層后,對防滲碳面作橫截面金相檢測,無滲碳層;2、涂料無污染,無爬伸、影響爐內氣氛和涂層碳黑過多形成海綿狀等三大頑癥;3、涂覆厚度0.2mm左右,涂覆面均勻光滑無皺;4、涂層在空氣中不發(fā)生化學變化,在干燥時不開裂起皮;5、涂層應具有一定的耐碰撞能力,對金屬無有害腐蝕;6、防滲碳面應具有良好的防滲碳性能,可進行車、銑、刨等機加工。
      為了滿足耐900~1000℃達15~30小時的技術要求,本實用新型必須是無機物混合物。
      為了滿足在900~1000℃下進行15~30小時滲碳處理后達到防滲碳面無滲碳層的技術要求,阻滲碳劑的選取至關重要。根據鍍銅防滲碳具有優(yōu)良效果的事實,鑒于氧化銅具有耐高溫即在1026℃才分解,以及其與玻璃等物質的良好兼容性等特性,所以選用氧化銅作阻滲碳劑是特別理想的。
      為了滿足在900~1000℃下進行15~30小時滲碳處理,為了將本防滲碳涂料的各組分粘結起來,并能涂在鋼制件表面上不脫落,從而達到防滲碳的技術要求,粘結劑的選擇就必須符合耐高溫、化學穩(wěn)定性好、粘結性能好、與涂料各組分的兼容性好等技術要求。在粘結劑組分中,水玻璃由含不同比例的氧化鈉和二氧化硅所組成,通常是可用作耐火材料和膠粘劑的粘稠液體,其粘度可按使用需要進行調節(jié);耐火粘土的主要成分是硅鋁酸鹽,其耐火度高于1580℃,和水時有可塑性,經干燥和煅燒,呈致密塊狀物;石英粉即二氧化硅粉,其熔點是1670~1710℃,對涂料起粘結和致密作用。
      為了滿足在900~1000℃下進行15~30小時滲碳后,能將鋼制件防滲碳面上的涂層輕易剝落,松散劑的選擇必須符合耐高溫、化學穩(wěn)定性好、剝落性能好、與涂料各組分的兼容性好等技術要求。在松散劑組分中,玻璃粉是用普通玻璃研磨成的細粉,其主要成分是二氧化硅、氧化鈣和氧化鈉,其具有耐高溫、化學穩(wěn)定性好、特別是性脆和致密特性,從而使涂層易于拋丸剝落;二氧化鈦的化學性質相當穩(wěn)定,在一般情況下不與大部分化學試劑發(fā)生作用,耐高溫,致密性和剝落性好;白剛玉耐高溫、性脆、易剝落。
      本涂料是將其固態(tài)組分按確定比例進行配料并研磨成粉狀,再用液態(tài)水玻璃按確定比例進行攪拌以均勻混合即可。
      本發(fā)明相比于現有技術具有下述有益效果由于對本涂料的使用條件、技術質量要求以及對現有技術的缺陷特別是三大頑癥所進行的分析研究和所采取的對策都十分正確,所以收到了對癥下藥的效果。首先,在900~1000℃下進行15~30小時滲碳后,經取樣試驗、化學分析、金相鑒定,其防滲碳效果達到了JB3999-1999標準要求;其次,克服了鍍銅防滲碳面凹陷處無法清除鍍銅層而影響焊接的缺陷,解決了現有涂料的三大頑癥;第三,其屬環(huán)保型產品,具有良好的工藝性和可操作性、很好的經濟效益和社會效益,可廣泛用于工具鋼、低合金鋼和軸承鋼等鋼制件的防滲碳保護,從而圓滿實現了發(fā)明任務。
      本發(fā)明的技術內容通過下面的實施例進一步詳加說明如下本鋼制件防滲碳涂料是一種無機物混合物,其中含有5~25%重的阻滲碳劑,10~35%重的松散劑,40~85%重的粘結劑;阻滲碳劑可選用氧化銅;松散劑可選用玻璃粉、二氧化鈦和白剛玉等及其混合物;粘結劑可選用水玻璃、耐火粘土和石英粉等及其混合物。在阻滲碳劑中,氧化銅相對于防滲碳涂料的含量是5~25%重,最好是7~20%重。在松散劑中,玻璃粉相對于松散劑的含量是35~75%重,最好是40~60%重;二氧化鈦相對于松散劑的含量是15~35%重,最好是20~30%重;白剛玉相對于松散劑的含量是10~30%重,最好是20~30%重。在粘結劑中,水玻璃相對于粘結劑的含量是55~90%重,最好是65~85%重;耐火粘土相對于粘結劑的含量是5~25%重,最好是10~20%重;石英粉相對于粘結劑的含量是5~20%重,最好是5~15%重。
      作為實施例,現按本防滲碳涂料的成分及其含量范圍制備試樣將氧化銅4克、玻璃粉6克、二氧化鈦4克、白剛玉3克、耐火粘土5克、石英粉3克混合和研磨成細粉,再加入33克液態(tài)水玻璃攪拌混合均勻即可。
      本防滲碳涂料的使用方法1、將工件表面油垢清洗干凈,最好先將工件進行拋丸處理,再用熱水清洗、烘干。
      2、工件可冷涂也可熱涂,即冷涂用毛刷涂覆于工件表面;熱涂將工件置于70~90℃的熱水中浸泡5~10分鐘,烘干后趁熱刷涂。
      3、烘干,將涂好的工件放入80~100℃的烘干機內烘干30分鐘,涂層干燥變硬后,附著力很強,此時即可入爐進行滲碳處理。
      4、清除涂層,工件出爐后,經拋丸或噴砂即可將涂層清除干凈。
      權利要求
      1.一種鋼制件防滲碳涂料,其特征在于是一種無機物混合物,其中含有5~25%重的阻滲碳劑,10~35%重的松散劑,40~85%重的粘結劑。
      2.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于阻滲碳劑可選用氧化銅;松散劑可選用玻璃粉、二氧化鈦和白剛玉等及其混合物;粘結劑可選用水玻璃、耐火粘土和石英粉等及其混合物。
      3.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在阻滲碳劑中,氧化銅相對于防滲碳涂料的含量是5~25%重,最好是7~20%重。
      4.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在松散劑中,玻璃粉相對于松散劑的含量是35~75%重,最好是40~60%重。
      5.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在松散劑中,二氧化鈦相對于松散劑的含量是15~35%重,最好是20~30%重。
      6.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在松散劑中,白剛玉相對于松散劑的含量是10~30%重,最好是20~30%重。
      7.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在粘結劑中,水玻璃相對于粘結劑的含量是55~90%重,最好是65~85%重。
      8.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在粘結劑中,耐火粘土相對于粘結劑的含量是5~25%重,最好是10~20%重。
      9.按照權利要求1所述的防滲碳涂料,其特征在于在粘結劑中,石英粉相對于粘結劑的含量是5~20%重,最好是5~15%重。
      全文摘要
      一種鋼制件防滲碳涂料,其含有5~25%重的阻滲碳劑、10~35%重的松散劑和40~85%重的粘結劑;阻滲碳劑可選用氧化銅,松散劑可選用玻璃粉、二氧化鈦和白剛玉等及其混合物,粘結劑可選用水玻璃、耐火粘土和石英粉等及其混合物;其防滲碳效果達到了JB3999-1999標準要求,無現有涂料的三大頑癥;其屬環(huán)保型產品,具有良好的工藝性和可操作性、很好的經濟效益和社會效益;其可廣泛用于工具鋼、低合金鋼和軸承鋼等鋼制件的防滲碳保護。
      文檔編號C23C8/04GK1450195SQ0210882
      公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權日2002年4月9日
      發(fā)明者唐勝科, 唐勝林 申請人:唐勝科, 唐勝林
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