国内研究热处理保护涂料发展情况上个世纪70年代,我国工业应用于热处理的保护涂料开始发展。此前一般采用镀铜、镀锡的方式;削去在非渗碳部位残余的渗碳的方法来解决局部渗碳的问题;水玻璃中混合耐火泥、氧化铜制成糊状涂料涂覆在基材上解决渗碳问题;利用硼酸溶于酒精后制成的溶液或者涂覆耐火泥、黏土之类防止氧化和脱碳。由于工艺复杂、能耗很大、材料浪费等原因被淘汰。
至80年代初期,随着市场需求增大、环境保护意识增强,多单位和科研机构都先后投入资金和人员对热加工保护涂料进行开发研究。我国虽然发展了热处理保护涂料,满足了部分的市场需求,但是品种类型少、性能效果差、生产质量低[1]。81509
经过三十年的发展,国内的涂料勉强可以满足市场的需求,但是仍然无法取代进口产品的地位。在行业内存在仍然大量使用美国、日本等西方国家的以硅为主要成分的金属热处理涂料的企业。江阴市大阪涂料有限公司和吉林大学合作研发的有机-无机杂化有机硅树脂金属热加工保护涂料。他们尝试着避开传统的无机非金属涂层的思路,选择从有机高分子材料入手,重新研制金属热处理涂料。
2国外热处理保护涂料研究现状
五十年代末期,用玻璃、硅酸盐等成分的混合物制成的涂层有着相当好的润滑性质。在美国、日本和西欧等国家发展已经很完备,技术已经十分成熟,其目的在于在金属进行热处理加工时,防止金属相发生氧化反应。论文网
Boenig、Everlutbe等公司和俄罗斯等相关研究机构对涂料开展了大量的研究,几种性能较好的高温功能涂层已经被开发出来了。可是,鉴于新开发的涂料主要用来保护的特殊金属及合金涉及航天航空、国防等重要部门[2,3],而且这些公司的配方受到严格的保密,因此关于涂层研究成果的资料很少。
Turco涂料经由美国的Boeing公司开发的代号为TurocPreterat的热加工保护涂层,其专门用于钛合金的防氧化热处理。热加工完成后涂层不能自动剥落。在工业的生产中使用喷涂或刷涂工艺将图层涂敷于工件表面,因此需要进行涂层残留物质的清洗[4]。
Berkatekt涂料将硅酸盐溶于以甲苯或三氯乙烯为溶剂的溶液制备而成。此材料是由英国F。W。贝克公司制造。这种涂料采用浸涂或喷的方法涂敷在工件基体的表面;根据实际情况来确定涂层的厚度。它只是用于某些型号的钢的热处理保护。多数不能剥落。但是有些型号的涂层在一定的温度下可以自动剥落,并且在热处理后不需要热进行专门的清理。这种涂料一定的毒性,对环境污染比较严重。在高温下极其容易发生自燃[5]。
3BT涂料是前苏联研究后由现俄罗斯后续开发出的热加工保护涂层,它的涂层的主体材料为混有添加剂等的玻璃、陶瓷等硅酸盐材料制备而成。工艺方法多为刷涂、喷涂等涂敷在工件表面。在热加工过程中,为了避免其氧化,使涂层熔融成薄膜,从而隔绝基体和高温炉气,避免直接接触。[5]俄罗斯的3BT涂料具有良好的防氧化作用;其良好的减磨性能源于涂层使用时处于熔融态,从而在热变形过程中起到润滑作用。