联1新01第 2010年2月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
普碳钢用陶瓷基高温防护涂层制备及其性能表征周旬“"，魏连启，刘朋""，王晓婧"，叶树峰，陈运法
(1，中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190：2.中国科学院研究生院，北京100049)
Vol.10 No.1 Feb.2010
0 件下，涂层防护性能优良.涂层的防护温度范围为900~1300℃，1300℃时比原样可降低氧化烧损59.36%，防护寿命显著降低了Fe元素的高温扩散速率
关键词：陶瓷涂层：Q235B钢：高温防护
中图分类号：TG174.45 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)01-0167-06
基涂层进行碳钢防护研究，制备了一种新型AlOy MgO-TiOz-CaO体系陶瓷防护涂层，防护温度高达
高温加热过程中，钢铁的氧化烧损不可避免氧化不仅造成原料和能源浪费，而且会破坏材料的表面质量，使材料的组织受损，极大地影响了产品的成材率，据报道1-3]，钢铁企业每年因各种热作用造成的氧化损失占世界租钢产量的1.5%~4%，仅加热过程中钢坏的表面高温氧化烧损率就达2%，
目前，国外主要通过真空热处理和控制加热炉气筑来解决钢铁氧化问题，但设备复杂、投资大、操作管理严格4，一般的中小型企业难以应用.而涂料保护方法具有投资少、设备和操作简单、成本低、适应性较强等特点，适合在钢铁企业钢坏热处理过程中推广应用。
针对钢铁高温氧化的无机防护涂料种类甚多，Zhan 等[5]采用AI粉和Al2O,在Fe-13Cr钢表面沉积一层致密涂层，900℃下可减少50%的氧化烧损：Kuiry等[6]使用蒙脱石、高岭土和CaSiz混合涂料，1200C下可降低硕钢氧化烧损30%：梁文等171研发的SiOz-B,O,=Al,Os-CaO体系涂料涂刷于H13钢坏，在800~1100C下可降低烧损70%以上.由Al20,-SiO2相图可知，铝硅系为主体的涂料防护温度均不超过1200℃，目前碳钢加热温度普通高于1200℃，炉内局部火焰温度更高达1300℃，而国内能耐1300℃高温的涂料很少，李秋菊等1"针对镍铬合金钢研制的Cr2O,-ZrO2-Al,O,TiC体系涂料可耐 1300℃高温，但镍铬合金钢高温氧化烧损并不高，涂料价值不能充分体现
本工作在以上研究的基础上，参考相关三元相图及高温成膜机理(9-11)，针对量大面广的普通碳钢，用陶瓷
1300℃，防护效果达60%.同时分析了影响涂层防护性能的各种因素，初步探讨了涂层的高温防护机理
2实验 2.1实验材料
涂料原料：山东金太阳锆业有限公司的B级金红石提供涂料中的TiO2，烟台宁峰白云岩加工有限公司的白云石提供涂料中的CaO和MgO，太原耐火材料厂的A 级铝矾土提供涂料中的Al,O，Na2O和K,O.涂料的成分见表1.粉体粒度控制在48~75μm，确保涂料的高温活性，粘结剂选用羧甲基纤维素钠（临沂维宏化工有限公司)和海藻酸钠(连云港丰泰海藻有限公司)，确保低温时对钢坏基体有强粘附性，快速升温不出现爆皮现象经多次细化实验，确定粉料：粘结剂(质量比)为100:1.
表1涂料的成分
Table1
Composition of the coating (%, )
Mgo
AlO 5~20
001
Tioz 15~45
Cao 1~5
Na.o
K.0 ≤0.7
≤0.5
Others 1~15
钢材：实验用钢均为济钢集团有限公司提供的 Q235B钢，主要成分如表2所示
表2Q235B钢样品成分
Table 2Composition of the steel sample Q235B (%, )
Mn
0.120.200.300.670 2.2实验方法
Si ≤0.30
S ≤0.045
P
≤0.045
将钢样剪切成49.5mm×49.5mm×4.5mm的长方
收稿日期：2009-07-29，修回日期：2009-11-13
基金项目：国家科技部重大科技支撑项日基金资助(编号：2006BAC02A14)：国家白燃科学基金资助项目(编号：50774073)：中国科学院知识创新工程重
要方向基金资助项月(编号：KGCX2—yw-224)
作者简介：周(1986)，男，江苏省瘤迁市人，硕士研究生，化学工程专业；叶树峰，通讯联系人，Tel:010-62588029,E-mail:sfye@home.ipe.ac.cn
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