專利名稱：鋼制件防滲碳涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼制件在化學(xué)熱處理前或其過(guò)程中臨時(shí)應(yīng)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(guò)程中臨時(shí)應(yīng)用的防滲碳涂料。
滲碳是鋼化學(xué)熱處理方法的一種，通常是將低碳鋼制件放在滲碳介質(zhì)中加熱，使新生的活性碳滲入鋼表層，然后通過(guò)淬火和低溫回火，使鋼制件的表面具有極高的硬度和強(qiáng)度，而內(nèi)部仍保持原有的韌性。在許多情況下，沒(méi)有必要對(duì)鋼制件的整個(gè)表面進(jìn)行滲碳，而只需對(duì)其工作面或受力面進(jìn)行滲碳，因此需要解決其它表面部位的防滲碳問(wèn)題。在現(xiàn)有技術(shù)中，鋼制件防滲碳的方法主要有三種機(jī)加工法、鍍銅法和涂料法。機(jī)加工法是加大工件的加工余量，待滲碳后通過(guò)機(jī)加工法去除滲碳層，其存在著浪費(fèi)材料、增加機(jī)加工成本等缺點(diǎn)；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(fù)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(jiǎn)便、成本最低，而且無(wú)污染；但國(guó)內(nèi)外的防滲碳涂料仍存在著三大頑癥在滲碳過(guò)程中出現(xiàn)爬行而導(dǎo)致防滲碳面擴(kuò)大或縮小、影響爐內(nèi)滲碳?xì)夥?、滲碳后涂料層碳黑過(guò)多形成海綿狀等；國(guó)內(nèi)外的防滲碳涂料或多或少都存在上述問(wèn)題，再好的防滲碳涂料也存在其中的一個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是根據(jù)鋼制件在滲碳過(guò)程中需要用防滲碳涂料進(jìn)行防滲碳涂層處理的社會(huì)需求，解決現(xiàn)有防滲碳涂料存在的涂層在高溫下爬行、影響爐內(nèi)滲碳?xì)夥蘸蜐B碳后涂層碳黑過(guò)多形成海綿狀等三大頑癥，提供一種在900～1000℃下進(jìn)行15～30小時(shí)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(wú)機(jī)物混合物，具有良好的工藝性和可操作性，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(hù)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明是一種無(wú)機(jī)物混合物，其主要成分由阻滲碳劑、松散劑和粘結(jié)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(jié)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(jié)劑的含量是40～85％重。在松散劑的組分中，玻璃粉相對(duì)于松散劑的含量是35～75％重，最好是40～60％重；二氧化鈦相對(duì)于松散劑的含量是15～35％重，最好是20～30％重；白剛玉相對(duì)于松散劑的含量是10～30％重，最好是20～30％重。在粘結(jié)劑的組分中，水玻璃相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是55～90％重，最好是65～85％重；耐火粘土相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是5～25％重，最好是10～20％重；石英粉相對(duì)于粘結(jié)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(jié)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(shù)質(zhì)量要求1、在900～1000℃高溫下經(jīng)過(guò)15～30小時(shí)的滲碳處理，清除涂層后，對(duì)防滲碳面作橫截面金相檢測(cè)，無(wú)滲碳層；2、涂料無(wú)污染，無(wú)爬伸、影響爐內(nèi)氣氛和涂層碳黑過(guò)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(wú)皺；4、涂層在空氣中不發(fā)生化學(xué)變化，在干燥時(shí)不開(kāi)裂起皮；5、涂層應(yīng)具有一定的耐碰撞能力，對(duì)金屬無(wú)有害腐蝕；6、防滲碳面應(yīng)具有良好的防滲碳性能，可進(jìn)行車、銑、刨等機(jī)加工。
為了滿足耐900～1000℃達(dá)15～30小時(shí)的技術(shù)要求，本實(shí)用新型必須是無(wú)機(jī)物混合物。
為了滿足在900～1000℃下進(jìn)行15～30小時(shí)滲碳處理后達(dá)到防滲碳面無(wú)滲碳層的技術(shù)要求，阻滲碳劑的選取至關(guān)重要。根據(jù)鍍銅防滲碳具有優(yōu)良效果的事實(shí)，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(zhì)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(jìn)行15～30小時(shí)滲碳處理，為了將本防滲碳涂料的各組分粘結(jié)起來(lái)，并能涂在鋼制件表面上不脫落，從而達(dá)到防滲碳的技術(shù)要求，粘結(jié)劑的選擇就必須符合耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、粘結(jié)性能好、與涂料各組分的兼容性好等技術(shù)要求。在粘結(jié)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(jìn)行調(diào)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(shí)有可塑性，經(jīng)干燥和煅燒，呈致密塊狀物；石英粉即二氧化硅粉，其熔點(diǎn)是1670～1710℃，對(duì)涂料起粘結(jié)和致密作用。
為了滿足在900～1000℃下進(jìn)行15～30小時(shí)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(xué)穩(wěn)定性好、剝落性能好、與涂料各組分的兼容性好等技術(shù)要求。在松散劑組分中，玻璃粉是用普通玻璃研磨成的細(xì)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(xué)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(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，在一般情況下不與大部分化學(xué)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(jìn)行配料并研磨成粉狀，再用液態(tài)水玻璃按確定比例進(jìn)行攪拌以均勻混合即可。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有下述有益效果由于對(duì)本涂料的使用條件、技術(shù)質(zhì)量要求以及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷特別是三大頑癥所進(jìn)行的分析研究和所采取的對(duì)策都十分正確，所以收到了對(duì)癥下藥的效果。首先，在900～1000℃下進(jìn)行15～30小時(shí)滲碳后，經(jīng)取樣試驗(yàn)、化學(xué)分析、金相鑒定，其防滲碳效果達(dá)到了JB3999-1999標(biāo)準(zhǔn)要求；其次，克服了鍍銅防滲碳面凹陷處無(wú)法清除鍍銅層而影響焊接的缺陷，解決了現(xiàn)有涂料的三大頑癥；第三，其屬環(huán)保型產(chǎn)品，具有良好的工藝性和可操作性、很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(hù)，從而圓滿實(shí)現(xiàn)了發(fā)明任務(wù)。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容通過(guò)下面的實(shí)施例進(jìn)一步詳加說(shuō)明如下本鋼制件防滲碳涂料是一種無(wú)機(jī)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(jié)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(jié)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(duì)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(duì)于松散劑的含量是35～75％重，最好是40～60％重；二氧化鈦相對(duì)于松散劑的含量是15～35％重，最好是20～30％重；白剛玉相對(duì)于松散劑的含量是10～30％重，最好是20～30％重。在粘結(jié)劑中，水玻璃相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是55～90％重，最好是65～85％重；耐火粘土相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是5～25％重，最好是10～20％重；石英粉相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是5～20％重，最好是5～15％重。
作為實(shí)施例，現(xiàn)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(xì)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(jìn)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(jī)內(nèi)烘干30分鐘，涂層干燥變硬后，附著力很強(qiáng)，此時(shí)即可入爐進(jìn)行滲碳處理。
4、清除涂層，工件出爐后，經(jīng)拋丸或噴砂即可將涂層清除干凈。
權(quán)利要求
1.一種鋼制件防滲碳涂料，其特征在于是一種無(wú)機(jī)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(jié)劑。
2.按照權(quán)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(jié)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(quán)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(duì)于防滲碳涂料的含量是5～25％重，最好是7～20％重。
4.按照權(quán)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(duì)于松散劑的含量是35～75％重，最好是40～60％重。
5.按照權(quán)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(duì)于松散劑的含量是15～35％重，最好是20～30％重。
6.按照權(quán)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(duì)于松散劑的含量是10～30％重，最好是20～30％重。
7.按照權(quán)利要求1所述的防滲碳涂料，其特征在于在粘結(jié)劑中，水玻璃相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是55～90％重，最好是65～85％重。
8.按照權(quán)利要求1所述的防滲碳涂料，其特征在于在粘結(jié)劑中，耐火粘土相對(duì)于粘結(jié)劑的含量是5～25％重，最好是10～20％重。
9.按照權(quán)利要求1所述的防滲碳涂料，其特征在于在粘結(jié)劑中，石英粉相對(duì)于粘結(jié)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(jié)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(jié)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(dá)到了JB3999－1999標(biāo)準(zhǔn)要求，無(wú)現(xiàn)有涂料的三大頑癥；其屬環(huán)保型產(chǎn)品，具有良好的工藝性和可操作性、很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(hù)。
文檔編號(hào)C23C8/04GK1450195SQ0210882
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者唐勝科, 唐勝林 申請(qǐng)人:唐勝科, 唐勝林