耐高温抗氧化涂料在金属热处理中的应用

成 的氧 化 皮 ， 而涂 层 自动 剥 离 的冷 却温 度 值 是 其 中 的
关键因素 。经 过大量 的实验后 ，可 以控制涂层在钢材
冷却 至 小 于３ ０ ０ ℃时 即开始 剥 落 ，该 实 验 结果 在 某 公司 的 钢 板 热 轧工 艺 中也 得 到 了验 证 ： 工 作 条 件 为 １ ７ ℃ ２０ 持 续８ ， ，涂 刷 在钢 板上 的涂 层 完 好 ，而 钢 板 ９ ％ ｄ时 ５ 的 面 积 没 有 出现 氧 化现 象 ，而 由 于表 面 处理 的 因素 个 别 区 域 出 现 油 漆 部 分 脱 落 的现 象 ，但 是 整体 效 果 还 是 非 常 好 的 。 因 此 可 以看 出 ，在 高温 环 境 下 该涂 料 的抗 氧 化 能 力 非 常 好 ， 能 够 有 效 的 隔 绝氧 气 渗透 ， 从而 防止 高温 环 境下 钢材 被氧 化 。
而另外一块进 行高温处理时没有加涂层保护。 由实验
结 果可 以看 出 ， 同样 经过 ｌＯ ￣ 的 盐雾 测 试 ，未 加 涂 Ｏ ｄ时 层 的 普 通 钢 板 出 现 非 常 严 重 的 锈 蚀 问题 ，而 加 有 涂 层 保 护 的 钢 板 ， 其 抗 氧 化 皮 涂 料 已经 自行 剥 落 ，但 是 其 表 面 的锈 斑 却很 少 ； 再进 行 ４ ｏ ｘ 的盐 雾 测 试 ，普 通 ｏｄ时 钢 板 出现 了严 重 的 点 蚀 问题 ，而 加 涂 层 保 护 的 钢 板 依 然 只 有 少 量 的 锈 斑 。 由此 可 见 ，在 对 金 属 进 行 高 温 处 理 时 ，采 用 相 应 的 涂 料 保 护 可 以提 高 其 后 期 使 用 的 抗
验证 分 析抗 氧化 功 能 ： １ Ｐ 分析 。将 经 过 １ ０ ℃ 高 温 处 理 的 有涂 层 的 ．Ｘ Ｓ ００
二 、涂 料 的 作 用 机 理
本 文 所 讨 论 的涂 料 为某 公 司 生产 的 专 利 产 品 ， 其
样 品与 无 涂 层 的样 品分 别做 氩 离 子刻 蚀 处理 ，氩 气 压
含 量 有 有 机 硅 树 脂 及 无 机 硅 树 脂 就 会 形 成 一 层 致 密 的 无 机硅 酸 盐 陶 瓷状 膜 层 ，将 钢 铁表 面 与 空 气 进行 隔 绝
外 一 些 诸 如 大 型 舰 船 等 海 洋 装 备 ，其 所 采 用 的钢 材 和 国 内相 比 ，差 异 并 不 大 ，但 是 这 些 设 备 即使 退 役 了其
属热 处理 中的具体 应 用。
关 键词 ： 高 温抗 氧化 皮涂料 ； 属 热处理 ； 耐 金 氧化 皮 中图分 类号 ： ＴＧ１ ４ ５ 文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ） ９ ０ ０ 一 ２ １ ０ — ３ ４（ ０ ０ — １ ｌ ０ １ 起 到 保护 作用 。
【 王峰 ， １ 】 袁武华．氧化 皮对热轧盘条耐腐蚀性的影响 【． Ｉ 材 】 料保 护，０ ９（ ｌ ２０ ，４
［ 张孟仪．热轧板氧 化皮结构的显微表征 Ⅱ．物理测试 ， ２ 】 】 ２０ ，６ ． ０ ９（ ）
机 理分 别 如下 ：
层相对 比较薄 ，其高温腐蚀度大幅度减少 ，证 明涂层
对钢 铁 的保 护 作用 有效 。 ２ ．高 温 退 火 样 品 Ｘ Ｄ 析 。把 经 过 １ ０度 升 至 ６ ０ 左 右 时 ，硼 酸 乙酯 会 形成 熔 ０￣ Ｃ 融 的一层 氧 化 硼膜 ， 当温 度 超 出９ ０ ０ ℃时 ，钢 铁 表 面 的 氧 化 膜 被 溶 解 ，从 而 形 成 一 层 致 密 的 保 护 层 起 到 保 护
腐蚀 能力 。
五 、 结 论
在金属进行涂装 处理 时，耐 高温抗氧化涂料可 以
将 空 气 中 的 腐 蚀 介 质 有 效 的 屏 蔽 ， 以 防 止 其渗 入 ，从 而 钢 材 可 以处 于 一 个 不 用 与 腐蚀 介 质接 触 的环 境 中进 行 加 热 处 理 ，有 效 的 防 止 了钢 铁 在 热 处 理 过程 中 的氧 化 损 失 ，不 用 再 清 除 氧 化 皮 ， 而 且 提 高 了 工件 规格 尺 寸 的精 确 度 。此 外 ，还 可 以防 止 钢 材 在 热 处 理过 程 中 由于 脱 碳 而 导 致 的 疲 劳 强 度 下 降 的 问题 ， 使 得钢 材 的
不 被氧 化 。
总 之 ，钢 件 在进 行 高温 处 理 时 ， 有涂 层 与 没 有涂 层 在 防腐 性 能方 面 的差 异 比较 大 。后 续 我 们 要将 研 究 的 重 点放 在 其 力 学性 能 的变 化 问题 上 ， 即高 温 氧 化 会 导致 金 属 的 浅层 结构 发 生一 系 列 的变 化 ，需 要 通 过 各 种 实 验及 数据 分 析进 行更 深入 的探 索 。 ， 参考文献
作用。 第 二 ，在 以涂 层进 行 加 热 至 ７ ０ ０ ℃左 右 时 ，涂 料 中
火 处理 的 有涂 层 及 无 涂 层 的样 品 分 别 做 去 除 表 面松 散 物 质 的处 理 ，然 后 进 行Ｘ Ｄ Ｒ 分析 。分 析结 果 同样证 明该
涂 层 处于 高温 条 件 下 ， 可 以防 止 钢 铁 发 生 氧 化 作 用 而 导 致发 生 腐蚀 ，对 钢 铁 的保 护作 用有 效 。 ３ ．盐 雾 试 验 。在 进 行 研 究 的过 程 中 我们 发 现 ， 国
２ １ ３ ｏ中阖高新技 业 １ ０ ０ １ 松 ０１
防 腐 性 能 依 然 良好 ， 但 是 国 内 相 同 的 材料 制造 的 同样 的 设 备 ， 其 防 腐 性 能 却 表现 出 巨 大 的 差 异 。 因此 钢 材
在一定的温度梯度 ，其表面温度在卷 曲后还会回升 ，
钢 板 的 冷 却速 度 比较 慢 ，此 时 空气 中 的氧 气 会 和 金 属
结 果 表 明 ，经 过 同等 高 温 处 理 后 ，有 涂 层 的样 品氧 化
即氧化铝与氧化硼和有机硅 ，这三种 物质使该涂料 同
时 具 备三 种 不 同 的保 护 机 理 ， 即 反应 型保 护 、氧 化 还 原 型保 护 以及 熔 膜 屏 蔽 型保 护 等 。 高温 环 境 下其 作 用
一
、
氧 化 皮 的 形 成
通 常 形 成 氧 化 皮 要 经 过 以下 几 个 阶 段 ：当 温 度 升
第三 ，在 高温 环 境 中涂料 中所含 的铝 粉 会被 氧
化 ， 从 而 形 成 熔 点 非 常 高 且 致 密 的 一 层 氧 化 铝 保 护
层 ，该 保 护 层 的熔 点 在 ２ ５ ℃左 右 。在 该 氧 化 还 原 反 ００
继 续 发 生 氧 化 反应 ， 因 此要 尽量 减 少 由于 该 原 因而 生
的抗腐 蚀性是否会受到热处理工艺的直接影响就成为
我 们 研 究 的 重 点 课 题 之 一 。实 验 过 程 中 ， 对 材质 相 同 的 两 块 裸 露 的 钢 板 做 相 关 的 盐 雾 测 试 ，在 高温 处 理 过 程 中 ， 将 其 中 一 种 采 取 抗 高 温 氧 化 皮 涂 料 加 以保 护 ，
至２０ ０ ℃时 ，会 逐渐 生成 ６－ ｅ０ 薄氧 化 膜 ，然 后 再 生 Ｆ ３
成 Ｆ 。 一 Ｆ 。。 ｅＯ ６－ ｅ０，该 过程 中氧 化 动 力 学 服 从于 对 数 速 度 定 律 ， 为低 温 氧 化 。 当温 度 升 至 ２ ０ ￣４ ０ ０ ℃ Ｊ ０ ℃之 间 时 ，就 会 发 生 相 变 成 为 Ｑ— ｅ Ｆ ，从 而 形 成 Ｆ 。 一 ０ ｅ０ Ｑ— Ｆ 。 层 结 构 。 当温 度 升 至 ４ ０ 到 ５ ５ 之 间 时 ， ｅ０双 ０℃ ７℃
耐高温抗氧化涂料在金 属热处理 中的应用
厂 飞
（ 乡航 空 工业 （ 团 ） 限公 司热表 处 理 厂 ， 南 新 乡 ４ ３ ４ 新 集 有 河 ５ ０ ９）
摘要 ： 钢铁 在 高温 下受到 不 同腐蚀介 质 的影 响 ， 出现 氧化 、脱碳 等现 象 ，从 而导 致材料 损 失及 力 学性 能有 所 下 降等 问题 ，所 以在 对钢 铁进 行 高温 处理 时要 采 取相 应 的保护措 施 。 文章介 绍 了某种 耐 高温抗氧 化 涂料在金
微 量腐 蚀 介质 ， 比如 氢 或 者 水 蒸气 等 等 ， 因 此在 对 钢
铁 做 高温 处理 时要 采 取 相 应 的保 护 措 施 ，而 涂 料 保 护 经 济性 及有 效 性均 相对 较 高 。
有 机 硅 氧 烷 ；硅 酸 盐 和 聚 有 机 硅 氧 烷 发 生 反 应 ；金 属 氧 化 物 和 聚 有 机 硅 氧 烷 主 链 进 行 反 应 ，从 而 得 到 使 涂 层 材 料 抗 氧 化 、耐 高 温 的物 质 。再 利 用 不 同 的金 属 接 枝 以及 功 能 性 填 料 对 涂 层 的收 缩 系 数 加 以控 制 ，从 而 实现 低温 自剥 离 、高温 保护 的 目的。
Ｆ 。 在 Ｑ－ ｅ０之下 生 长 ，从 而膜 层 较 厚 。当温 度 超 ｅ０层 Ｆ 。
应 的过 程 中 ， 因 为金 属 铝 和 钢 铁 表 面 附近 活性 气 体 大 量 反 应 ，从 而 形 成 一 个 活 性 气 体 真 空 区域 ，对 钢 铁 表
面 起 到保 护作 用 。
过 ５５ ７ ℃时 ，开 始 生成Ｆ ０ ｅ ，从 而 氧化 膜 即 为Ｆ ０ Ｆ 。 一 ｅ 一 ｅ０ Ｆ 。 层 结 构 。分 析氧 化 皮 的结 构 可 以发 现 ， 其 结 构 ｅ０三 疏 松 有裂 纹 ，且 厚度 很 厚 ，这 样 不但 后 续 酸 洗 处理 时
而样板涂有抗氧化皮涂料可 以保证其在高温环境 中得
到有 效 保 护 ，涂 层 将 钢 材 和 空 气 进 行 隔绝 ， 防止 了高
收 气 体 ，避 免 其 由于 吸 氢 而 变 脆 ，而 且 金 属 的 抗 腐蚀
性 也得 到 了提 高 。