專利名稱：耐熔融金屬鋁液腐蝕的涂料及涂敷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域。主要適用于需耐熔融金屬鋁液腐蝕的金屬材料表面。
象熱鍍鋁之類的生產(chǎn)機(jī)組中，置于熱鍍鋁鍋(或槽)中的金屬沉入件是關(guān)鍵設(shè)備之一，如沉沒輥、支臂、爐鼻等都是沉入熱鍍鋁鍋(或槽)中的重要部件，這類部件不論是采用05F、08F、A3、20號(hào)鋼、低碳鋼，還是采用鑄鐵，都受到高溫鋁液(680～720℃)的浸蝕、沖刷，腐蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重地影響這些熱鍍鋁鍋(或槽)中沉入件的使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止熔融金屬鋁液對(duì)沉入件的腐蝕，通常采用耐熱涂料對(duì)金屬沉入件進(jìn)行涂敷保護(hù) 例如日本特開昭52-58736、特開昭46-37273和中國(guó)專利申請(qǐng)96109105.3都提供了一種耐高溫的涂層涂料，但這些涂料在熔融金屬鋁液中很難形成耐久的防止鋁液浸入。浸蝕的阻擋層，即抵抗熔融金屬鋁液侵蝕的能力差，使用壽命非常短本發(fā)明的目的在于提供一種耐熔融金屬鋁液腐蝕的涂料及涂敷方法。該涂料能與置于高溫熔融鋁液中的金屬元件的基體有較好的粘著力，形成了耐久的防止鋁液侵入、浸蝕的阻擋層，有效地防止鋁液對(duì)金屬沉入件的腐蝕，解決熱鍍鋁生產(chǎn)線中置于熱鍍鋁鍋的金屬元件腐蝕嚴(yán)重的回題針對(duì)上述目的，本發(fā)明耐熔融金屬鋁液涂料的設(shè)計(jì)化學(xué)成分(重量％)為剛玉粉40～60％，耐火粘土15～30％，膨潤(rùn)土9～10％，助熔劑8～12％，HB型阻滲劑2～3％，粘結(jié)劑5～10％，液態(tài)助劑1～2％其中，助熔劑的化學(xué)組成(重量％)為滑土粉20～40％，云母60～80％；液態(tài)助劑為正丁醇、正戊醇或磷酸三丁脂中任一種粘結(jié)劑為TC型液態(tài)復(fù)合無(wú)機(jī)-有機(jī)粘結(jié)利涂料中，剛玉粉、耐火粘土、助熔劑和粘結(jié)劑的作用在于當(dāng)涂層在高溫(600～800℃)下使用時(shí)，這些組合原料可在高溫下形成致密的琺瑯體阻檔層，阻止鋁液對(duì)基體的入侵或浸蝕，同時(shí)，助熔劑的存在，使涂層在600～800℃高溫下能與基體一起膨脹而不產(chǎn)生裂紋和剝落。涂料中的阻滲劑可增加鋁液和涂層的表面張力，使鋁液對(duì)涂料不浸潤(rùn)、不侵入腐蝕，保證沉入熔融金屬鋁液中的金屬件不被鋁液腐蝕，使金屬沉入件保持良好的機(jī)械性能；液體助劑是防止涂料由于攪拌而產(chǎn)生氣泡，影響涂層質(zhì)量。
本發(fā)明涂料的配制方法如下先按化學(xué)成分配比進(jìn)行備料，之后，將粉狀原料配在一起進(jìn)行混合，待混合均勻后，加入TC型液態(tài)復(fù)合無(wú)機(jī)-有機(jī)粘結(jié)劑和液態(tài)助劑，再次進(jìn)行攪拌，均勻后進(jìn)行球磨，并控制其密度為3.2～3.6g/cm3，隨后即可涂敷。
本發(fā)明耐熔融金屬鋁液腐蝕的涂料涂敷在金屬材料表面的涂敷方法包括金屬材料表面清理、涂料涂敷和干燥處理3個(gè)工序，現(xiàn)分述如下(1)、需涂敷金屬材料表面清理將需要沉入熔融金屬鋁液中的金屬材料或金屬零部件的表面進(jìn)行去油、除銹和噴丸處理，使其表面無(wú)油污和銹層，表面露出潔凈的基體，并具有一定的粗糙度。
(2)、涂料涂敷可采用手工或機(jī)械方法，將涂料刷涂在經(jīng)清理潔凈的金屬材料或金屬零部件的表面。涂層厚度為0.3～0.8mm。
(3)、干燥處理將已涂敷涂層的金屬材料或金屬零部件放入熱處理爐中，對(duì)涂層進(jìn)行干燥處理，處理溫度為100～200℃，處理時(shí)間0.2～2.5小時(shí)，同時(shí)要求升溫速度＜100℃/小時(shí)。
經(jīng)干燥處理后的金屬材料及金屬零部件即可沉入熔融金屬鋁液中使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于涂料在基體表面形成致密的琺瑯體阻擋層，所以鋁液不易侵入或浸蝕基體，使之耐蝕性強(qiáng)，零部件使用壽命長(zhǎng)，沉入鋁液中60天后，涂層仍完好，現(xiàn)有技術(shù)浸入兩天后，則開始腐蝕。
(2)由于涂層與基體結(jié)合力強(qiáng)，不剝落，也增強(qiáng)了涂層的使用壽命。
(3)配制方法簡(jiǎn)單。
(4)涂料的原材料來源充足，價(jià)格低，即成本低。
(5)涂敷涂料的金屬件使用后從鋁液中取出時(shí)，涂層自動(dòng)剝落，可再次涂敷，繼續(xù)使用。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的涂料化學(xué)成分，配制了5批涂料，5批涂料的具體化學(xué)成分如表1、表2所示。然后將5批涂料分別涂敷在五種金屬材料表面，五種金屬材料的材質(zhì)和尺寸如表3所示，涂敷方法的工藝參數(shù)如表4所示。將5種已涂敷涂料的金屬件放入溫度為710℃的熔融金屬鋁液中，并分別浸入不同時(shí)間(天數(shù))后取出，檢驗(yàn)金屬件被腐蝕情況，檢驗(yàn)結(jié)果如表5所示。
為了對(duì)比，采用了現(xiàn)有技術(shù)中市售的TP型耐熱涂料在四種材質(zhì)的金屬基體表面上也進(jìn)行了涂敷試驗(yàn)。基體材質(zhì)及規(guī)格尺寸、涂敷方法及腐蝕試驗(yàn)結(jié)果也列入相應(yīng)的表中。
表1實(shí)施例化學(xué)成分(重量％)
注粘結(jié)劑為TC型液態(tài)復(fù)合無(wú)機(jī)-有機(jī)粘結(jié)劑表2實(shí)施例涂料化學(xué)成分中助熔劑的化學(xué)組成(重量％)
表3實(shí)施例涂層所附基體材料材質(zhì)及尺寸規(guī)格
表4實(shí)施例涂料涂敷工藝參數(shù)
表5實(shí)施例及對(duì)比例涂層抗鋁液腐蝕檢驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種耐熔蝕金屬鋁液腐蝕的涂料，其特征在于涂料的化學(xué)成分(重量％)為剛玉粉40～60％，耐火粘土15～30％，膨潤(rùn)土9～10％，助熔劑8～12％，HB型阻滲劑2～3％，TC型液態(tài)復(fù)合無(wú)機(jī)-有機(jī)粘結(jié)劑5～10％，液態(tài)助劑1～2％；其中，助熔劑的化學(xué)組成(重量％)為滑士粉20～40％，云母60～80％；液態(tài)助劑為正丁醇，正戊醇或磷酸三丁脂中任一種。
2.一種將權(quán)利要求1所述的涂料涂敷在金屬材料表面的涂敷方法，包括首先采用去油、除銹處理對(duì)金屬材料表面進(jìn)行清理，之后采用手工或機(jī)械方法，將涂料刷涂在經(jīng)清理潔凈的金屬材料表面，最后進(jìn)行干燥處理，其特征在于(1)、金屬材料表面在去油除銹后，還必須進(jìn)行噴丸處理；(2)、涂層厚度為0.3～0.8mm；(3)、干燥處理參數(shù)為處理溫度為100～200℃，處理時(shí)間為0.2～2.5小時(shí)，升溫速度≤100℃/小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于涂料的密度為3.2～3.6g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，主要適用于耐熔融金屬鋁液的腐蝕。本發(fā)明涂料的化學(xué)成分(重量％)為剛玉粉40～60％，耐火粘土15～30％，膨潤(rùn)土9～10％，助熔劑8～12％，HB型阻滲劑2～3％，粘結(jié)劑5～10％，液態(tài)助劑1～2％，將本發(fā)明涂料涂敷在金屬材料表面的方法包括金屬材料表面清理、涂料涂敷和干燥處理。采用本發(fā)明涂料涂敷在金屬基體上所形成的涂層與基體結(jié)合力強(qiáng)，涂層致密，鋁液不易侵入、浸蝕。涂層的使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C04B35/10GK1161946SQ9710084
公開日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1997年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月14日
發(fā)明者張啟富, 高南, 范成河, 紀(jì)曉春, 何明山, 李楠, 張巖 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院