一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防滲碳涂料，尤其涉及一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，本發(fā)明還涉及上述淬火后可水洗去除防滲碳涂料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪等機械零部件經(jīng)過機加工后一般需要對其工作面或受力面進行滲碳處理，然后進行淬火或其他熱處理，以提高其機械性能、化學性能與加工性能。為了讓后續(xù)工序進行二次加工的表面不產(chǎn)生脆硬性而損傷加工刀具，需要在滲碳時對工件表面局部進行防滲碳處理。鋼鐵零件的防滲碳方法主要有機械加工法、鍍銅法與防滲碳涂料法。機械加工法是通過提高工件的加工余量，在滲碳及熱處理后將滲碳層通過切削加工等方式去除。這種方法不僅浪費材料，還增加了工序，刀具成本也增加，已經(jīng)逐漸被鍍銅法與防滲碳涂料法代替。鍍銅法是最傳統(tǒng)的防滲方法，防滲質(zhì)量高。但是該方法屬于化學方法，成本高、周期長，而且鍍液嚴重污染環(huán)境。防滲碳涂料法是在進行滲碳處理前，在工件不需要防滲的表面涂覆一層涂料進行保護，在滲碳及熱處理后再將涂層去除。一般防滲涂料主要以硅酸鹽、玻璃粉為成膜物質(zhì)，這類涂料在滲碳及熱處理后很難剝離，需要通過拋丸或噴砂處理去除，增加了生產(chǎn)成本，延長了生產(chǎn)周期。另外對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件而言，其工件內(nèi)部涂刷的防滲碳涂料極難通過拋丸或噴砂去除。
[0003]中國專利CN1184831A公開了一種在工件涂刷防滲碳涂料前先涂刷一層清除層的方法，通過該工藝，工件表面的涂層在工件高溫加熱后會自行剝落。但是該工藝會導(dǎo)致工件表面的涂層在滲碳過程中就發(fā)生脫落，從而導(dǎo)致漏滲，降低防滲效果。中國專利CN101074455A公開了水性自剝性保護涂料，這種涂料可以通過水洗自行剝落。但是作為這種涂料主要成分的水性樹脂屬于不耐高溫的有機物，在滲碳過程中會發(fā)生分解，干擾滲碳氣氛，從而影響滲碳質(zhì)量。因此一種高溫時不起皮、不流淌，不影響滲碳氣氛，并且滲碳熱處理后可以通過水洗去除的防滲碳涂料的開發(fā)很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，該防滲碳涂料對鋼鐵工件的附著力好、自干速度快，且涂刷在工件表面時能夠保證其自身在高溫時不起皮、不流淌，不影響滲碳氣氛，并且還能在滲碳熱處理后通過水洗去除。
[0005]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述淬火后可水洗去除防滲碳涂料的制備方法，該制備工藝簡單，能耗低、成本低。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分25%_35%硼酸、15%-25%填料、15%-25%磷酸二氫鋁、1%_5%著色顏料和30%_40%水配制而成。
[0007]進一步優(yōu)選，所述填料為鋰基膨潤土、高嶺土或鈦白粉中的任意兩種或任意三種按任意比例的混合。
[0008]進一步優(yōu)選，所述著色顏料為鋅鉻黃、鉻黃或四鹽基鋅黃中的任意一種。
[0009]上述淬火后可水洗去除防滲碳涂料的制備方法，具備包括如下操作步驟:
步驟I，邊攪拌邊將所需量的水和磷酸二氫鋁加入攪拌器中，攪拌至混合物料成透明液體；
步驟2，往步驟I的攪拌器中加入所需量的硼酸和填料，在攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分下將物料攪拌均勻；
步驟3，往步驟2的攪拌器中加入所需量的著色顏料，在攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分下將物料攪拌均勻即可。
[0010]本發(fā)明可水洗去除的防滲碳涂料基本技術(shù)指標如下:
外觀一一膏狀物質(zhì)；
粘度(20。。)——7000-90000 mPa.s ;
適用防滲溫度 800-1000 °C ；
適用防滲深度 < 6 mm。
[0011]本發(fā)明的可水洗去除防滲碳涂料，可滿足鋼鐵件在800-1000 °C條件下，滲層< 6mm時的防滲要求，并具備可水洗脫落的功能。由于配方中的硼酸在400 °C以上會在工件表面生成性能穩(wěn)定的熔融三氧化二硼膜層，對工件表面起到保護作用，同時三氧化二硼易溶于水，因此在滲碳后即可通過水洗去除，本發(fā)明防滲碳涂料選擇硼酸作為防滲碳劑；在配方的填料組分中，鋰基膨潤土具有觸變性，可以將涂料增稠，并賦予涂料優(yōu)良的懸浮穩(wěn)定性與涂掛性能，高嶺土熔點約1780 °C，在水中懸浮性與分散性好，具有較強的耐酸性能，鈦白粉化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫，賦予涂料優(yōu)良的致密性與剝落性；配方中的磷酸二氫鋁具有很強的粘結(jié)性能，能保證涂料在鋼鐵工件表面的附著力，并使防滲碳涂層遇水就粉化，從而在滲碳后即可水洗去除；而配方中的著色顏料(鋅鉻黃、鉻黃或四鹽基鋅黃)用于指示工件表面的滲碳保護范圍。
[0012]有益效果:本發(fā)明的防滲碳涂料在滲碳熱處理后可以通過水洗去除，從而解決了傳統(tǒng)防滲碳涂料在滲碳熱處理后難以剝離的問題，本發(fā)明的防滲碳涂料配方中使用無機耐高溫材料作為防滲碳劑，本發(fā)明防滲碳劑涂刷在工件表面后形成的防滲碳涂層粘結(jié)性好，且在高溫時不起皮、不流淌，不影響滲碳氣氛。
【附圖說明】
[0013]圖1為在工件涂刷上實施例1的防滲碳涂料后其表面的金相組織圖；
圖2為在工件涂刷上實施例1的防滲碳涂料后工件防滲碳部位的硬度梯度圖。
【具體實施方式】
[0014]根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當也不會限制權(quán)利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。
[0015]實施例1:
一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由質(zhì)量百分數(shù)為26%的硼酸、3%的鋰基膨潤土、5%的高嶺土、8%的鈦白粉、25%的磷酸二氫鋁、1%的鋅鉻黃和32%的水配制而成。
[0016]使用實施例1的防滲碳涂料對材質(zhì)為20CrNi2Mo的齒輪進行防滲碳處理，滲碳工藝為940°C加熱110h，滲碳層深為4.1-4.8mm，滲碳后直接淬火，淬火后的工件在50°C水中浸泡3h后，工件表面的防滲碳涂層完全剝落。工件涂刷上實施例1的防滲碳涂料后其表面的組織如圖1所示。由于實施例1的防滲碳涂料具有很好的防滲效果，可有效阻止碳原子滲入工件表面，所以工件表面在滲碳氣氛中沒有產(chǎn)生滲碳層，再經(jīng)淬火回火后工件表面的金相組織與工件芯部一樣均為低碳馬氏體。
[0017]工件防滲碳部位的硬度梯度如圖2所示，工件芯部硬度為46.8HRC，表面硬度為47HRC，從硬度梯度來看，防滲碳涂料達到了很好的防滲效果。
[0018]實施例2:
一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由質(zhì)量百分數(shù)為25%的硼酸、5%的鋰基膨潤土、10%的鈦白粉、15%的磷酸二氫鋁、5%的鉻黃和40%的水配制而成。
[0019]實施例3:
一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由質(zhì)量百分數(shù)為35%的硼酸、3%的鋰基膨潤土、14%的鈦白粉、16%的磷酸二氫鋁、2%的四鹽基鋅黃和30%的水配制而成。
[0020]實施例4:
一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由質(zhì)量百分數(shù)為27%的硼酸、10%的鋰基膨潤土、10%的高嶺土、5%的鈦白粉、15%的磷酸二氫鋁、1%的四鹽基鋅黃和32%的水配制而成。
[0021]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，其特征在于:由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分25%-35%硼酸、15%-25%填料、15%_25%磷酸二氫鋁、1%_5%著色顏料和30%_40%水配制而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，其特征在于:所述填料為鋰基膨潤土、高嶺土或鈦白粉中的任意兩種或任意三種按任意比例的混合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，其特征在于:所述著色顏料為鋅鉻黃、鉻黃或四鹽基鋅黃中的任意一種。4.一種權(quán)利要求1所述淬火后可水洗去除防滲碳涂料的制備方法，其特征在于，具備包括如下操作步驟: 步驟I，邊攪拌邊將所需量的水和磷酸二氫鋁加入攪拌器中，攪拌至混合物料成透明液體； 步驟2，往步驟I的攪拌器中加入所需量的硼酸和填料，在攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分下將物料攪拌均勻； 步驟3，往步驟2的攪拌器中加入所需量的著色顏料，在攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分下將物料攪拌均勻即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種淬火后可水洗去除的防滲碳涂料，由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分25%-35%硼酸、15%-25%填料、15%-25%磷酸二氫鋁、1%-5%著色顏料和30%-40%水配制而成。本發(fā)明還公開了上述淬火后可水洗去除的防滲碳涂料的制備方法。本發(fā)明的防滲碳涂料在滲碳熱處理后可以通過水洗去除，從而解決了傳統(tǒng)防滲碳涂料在滲碳熱處理后難以剝離的問題，本發(fā)明的防滲碳涂料配方中使用無機耐高溫材料作為防滲碳劑，本發(fā)明防滲碳劑涂刷在工件表面后形成的防滲碳涂層粘結(jié)性好，且在高溫時不起皮、不流淌，不影響滲碳氣氛。
【IPC分類】C21D1/70
【公開號】CN105132651
【申請?zhí)枴緾N201510588211
【發(fā)明人】聶曉霖, 劉昊, 祝劍劍, 黃國都
【申請人】南京科潤工業(yè)介質(zhì)股份有限公司, 南京科潤新材料技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月16日