一种磷酸盐基防脱碳涂料及其制备方法与流程

本发明属于钢铁热处理领域，具体涉及一种磷酸盐基防脱碳涂料及其制备方法。

背景技术：

1、高温氧化导致的脱碳，是中高碳钢在热处理过程中面临的共性技术问题。脱碳不仅会降低材料的表面硬度、影响尺寸公差，而且往往会成为裂纹扩展乃至断裂的根源，因此寻求有效的防脱碳涂料一直是金属材料热处理领域的研究热点之一。

2、相对于硅酸盐基、氟化物基等传统防脱碳涂料存在的易脱落、易产生有害物质等缺点，本发明提出了一种磷酸盐基防脱碳涂料及其制备方法，旨在利用由cu、al、mn元素在高温下形成的复合磷酸盐保护层，实现更好的高温附着强度和抗氧化性，并且有效防止炉内高温氧化性气氛的渗透，从而解决钢材在加热、保温等热处理过程中普遍存在的氧化脱碳问题，降低脱碳层深度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磷酸盐基防脱碳涂料及其制备方法,能够有效抑制钢材在热处理过程中因氧化造成的表面脱碳现象、降低脱碳层深度。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种磷酸盐基防脱碳涂料，由金属氧化物粉末、磷酸铝溶液和水三种组分组成，其中所述金属氧化物粉末与磷酸铝溶液的重量比为1∶（2.8～3.2），所述水与磷酸铝溶液的体积比为（2.0～2.4）∶1。

4、进一步地，本发明所述金属氧化物粉末由cuo和mno2组成；其中，所述mno2占金属氧化物总重量的20%～25%，其余为cuo。

5、进一步地，本发明所述磷酸铝溶液由h3po4和al(oh)3制备而成；其中所述al(oh)3加入量为磷酸铝溶液总重量的27～32%。

6、本发明所述磷酸盐基防脱碳涂料的制备方法，具体如下：将h3po4加热至80～85℃，在持续保温的条件下加入al(oh)3，然后搅拌至溶解，制得磷酸铝溶液；向磷酸铝溶液中加入由cuo和mno2组成的金属氧化物粉末，并持续搅拌，待上述混合物呈均匀的黑色膏状物时，加入80～85℃的水并搅拌均匀，冷却至常温，即得。

7、本发明利用了涂料在钢材热处理加热和保温过程中，由cu、al、mn元素在高温下形成具有良好高温附着强度和抗氧化性的复合磷酸盐保护层，从而有效解决钢材在加热、保温等热处理过程中普遍存在的氧化脱碳问题，降低脱碳层深度。

8、本发明技术方案的有益效果在于：

9、1.本发明提供的磷酸盐基防脱碳涂料利用cu、al、mn元素组成的复合磷酸盐保护层，在高温条件下不易脱落，也不易被炉内高温氧化性气氛渗透，因此具有良好高温附着强度和抗氧化性。

10、2.本发明提供的磷酸盐基防脱碳涂料不含氟化物等有毒物质，也不使用增碳剂等高温易燃物质，因此不仅绿色环保，而且成本低廉。

技术特征：

1.一种磷酸盐基防脱碳涂料，其特征在于：由金属氧化物粉末、磷酸铝溶液和水三种组分组成；其中，所述金属氧化物粉末和磷酸铝溶液的重量比为1∶（2.8～3.2），所述水与磷酸铝溶液的体积比为（2.0～2.4）∶1。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸盐基防脱碳涂料，其特征在于：所述金属氧化物粉末由cuo和mno2组成，所述mno2占金属氧化物总重量的20%～25%，其余为cuo。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸盐基防脱碳涂料，其特征在于：所述磷酸铝溶液由h3po4和al(oh)3制备而成，所述al(oh)3加入量为磷酸铝溶液总重量的27～32%。

4.根据权利要求3所述的一种磷酸盐基防脱碳涂料，其特征在于：所述磷酸铝溶液的制备过程如下：将h3po4加热至80～85℃，然后在持续保温的条件下加入al(oh)3并搅拌，待al(oh)3完全溶解后即得。

5.根据权利要求1所述磷酸盐基防脱碳涂料的制备方法，其特征在于：将h3po4加热至80～85℃，在持续保温的条件下加入al(oh)3，然后搅拌至溶解，制得磷酸铝溶液；向磷酸铝溶液中加入由cuo和mno2组成的金属氧化物粉末，并持续搅拌，待上述混合物呈均匀的黑色膏状物时，加入80～85℃的水并搅拌均匀，冷却至常温，即得。

6.根据权利要求5所的磷酸盐基防脱碳涂料的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物粉末中mno2的重量占比为20%～25%，其余为cuo。

7.根据权利要求5所的磷酸盐基防脱碳涂料的制备方法，其特征在于：所述al(oh)3加入量为磷酸铝溶液总重量的27～32%。

技术总结本发明公开了一种磷酸盐基防脱碳涂料及其制备方法，所述磷酸盐基防脱碳涂料由金属氧化物粉末、磷酸铝溶液和水三种组分组成；所述金属氧化物粉末和磷酸铝溶液的重量比为1∶（2.8～3.2），所述水与磷酸铝溶液的体积比为（2.0～2.4）∶1；所述金属氧化物粉末由CuO和MnO<subgt;2</subgt;组成，MnO<subgt;2</subgt;占金属氧化物总重量的20%～25%，其余为CuO；所述磷酸铝溶液由H<subgt;3</subgt;PO<subgt;4</subgt;和Al(OH)<subgt;3</subgt;制备而成，Al(OH)<subgt;3</subgt;加入量为磷酸铝溶液总重量的27～32%。本发明产品具有良好的高温附着强度和抗氧化性，能够有效抑制钢材在加热、保温等热处理过程中因氧化造成的表面脱碳现象、降低脱碳层深度。技术研发人员：罗扬,段路昭,郑毅浩,冯立果,孙江波,李杰,任帅,高志新,郭家瑞受保护的技术使用者：河北河钢材料技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18