CN109022723A - 一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明涉及一种中高碳钢用高温表面保碳隔离剂及应用方法，其组分及重量百分比为：透辉石60~85%、纳米氮化硅1~5%、纳米碳化铬1~5%、铝灰粉5~15%、钾水玻璃6~25%、聚丙烯酰胺0.1~0.5%，其中纳米氮化硅、纳米碳化铬粒度均为100‑500nm，加入的水量为前述总重量的60~90%，上述各组分采用机械研磨混合法混合均匀制成粒度小于100μm的隔离剂；隔离剂适用于钢坯在900~1150℃/1~10小时加热时的高温防护，被喷涂在常温钢坯表面，隔离剂厚度为200~500μm，它在升温过程中形成玻璃基保护膜，保护了基体表面的碳氧互渗，被保护的钢坯在加热完毕后，高压水除鳞可完全脱除隔离剂和钢坯表面氧化铁皮，隔离剂起到了保碳的作用，有效降低了轧材表面脱碳层深度，提高轧材表面质量，使用成本低。

Description

一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种隔离剂，具体涉及一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂及其应用方法。

背景技术

中高碳钢坯在轧制前的加热过程中，其表面在高温中发生剧烈的氧化反应，造成表面碳元素的严重流失，使轧钢产品的合格品率降低，对于二火低温轧制的中高碳钢来说，脱碳本身就较少，但随着市场对轧材越来越高的低脱碳要求，从生产工艺上已无改善优化脱碳空间，直接影响了我国的制造业水平，是困扰企业的一个技术难题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂，它能够起到碳钢高温加热过程保碳隔离作用，提高热轧钢产品的合格品率和优级品率。

本发明的另一个目的在于提供一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂的应用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂的，其组分及重量百分比为：透辉石60~85%、纳米氮化硅 1~5%、纳米碳化铬1~5%、铝灰粉5~15%、钾水玻璃6~25%、聚丙烯酰胺0.1~0.5%，其中纳米氮化硅和纳米碳化铬的粒度均为100-500nm，钾水玻璃的模数为3.0水为稀释剂，加入的水量为上述总重量的60~90%，上述各组分采用机械研磨混合法混合均匀制成粒度小于100μm的隔离剂，将隔离剂均匀涂刷在常温钢坯表面，隔离剂常温晾干时间为 0.5～2小时，涂刷厚度为200~500μm，适用于对中高碳钢钢坯在900~1150℃/1~10小时加热时的高温表面碳元素保护。其中隔离剂以透辉石作为成膜骨料，其在高温下形成玻璃体；加入铝灰粉，以减少高温条件下的氧化，并提高玻璃体的粘度，提高隔离剂的耐高温性能；加入聚丙烯酰胺作为此隔离剂的悬浮剂，保证隔离剂长时间不沉淀板结；加入纳米氮化硅，提高隔离剂的成膜性；加入碳化铬提高隔离层与基体的浸润性能同时实现对基体的增碳补充，实现保碳的作用。

本发明隔离剂适用于中高碳钢在900~1150℃/1~10小时加热时防护，高温下形成致密的玻璃隔离层，阻止氧原子向钢基体的扩散，不仅降低氧化烧损，还实现对钢铁基体表面的保碳增碳，隔离剂在加热完毕后自动脱落，露出光亮的金属基体，提高了轧材产品的合格品率和优级品率。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、对被保护的钢材表面无须进行喷砂或打磨预处理，采取喷涂的方式均匀地喷涂，转运中不脱落，并且不影响应用效果。

2、隔离剂无须预干燥（含自然干燥和预烘干），可在线喷涂即时入高温炉加热，极少变动原工艺，涂装设备投资少，使用成本低，能简便地与钢坯加热连续生产线配合使用。

3、本发明的中高碳钢高温表面保碳隔离剂防护温度低，适用于低温轧制的中高碳钢在900~1150℃/1~10小时加热时防护，可有效降低氧化烧损、抑制基体表面脱碳。

4、能弱化氧化铁皮与钢基体的粘合力，出炉后经高压水除鳞，氧化铁皮和隔离剂层能完全脱落。

5、本发明隔离剂导热系数高，不延长钢坯加热时间，对钢坯无有害侵蚀；其生产和使用均对环境无污染。

6、本发明隔离剂原料立足国内，来源广泛，生产成本低。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限 于下述的实施例。

实施例1

按辉石65%、纳米氮化硅 3%、纳米碳化铬3.5%、铝灰粉10%、钾水玻璃(模数3.0)18%、聚丙烯酰胺0.5%的比例配置隔离剂，其中纳米氮化硅和纳米碳化铬的粒度均为200nm，水为稀释剂，加入的水量为上述总重量的70%。将上述的各组分按比例混合，采用机械研磨混合法混合均匀，得到本发明高温表面保碳隔离剂A。

将隔离剂A喷涂在常温的弹簧钢54SiCr6方坯表面，待隔离剂A常温晾干时间为 62分钟，形成厚度200μm的隔离层，将喷涂的弹簧钢54SiCr6方坯和未喷涂的弹簧钢54SiCr6方坯同时入炉，进入加热炉1030℃处理实现表面防护，喷涂隔离剂的弹簧钢54SiCr6方坯在出炉后表面隔离层自动脱落，露出光亮的金属基体，和未喷涂隔离剂的弹簧钢54SiCr6方坯相比，可减缓脱碳层深度60%以上。

实施例2

按透辉石70%、纳米氮化硅 2.5%、纳米碳化铬4.2%、铝灰粉13%、钾水玻璃(模数3.0)10%、聚丙烯酰胺0.3%的比例配置隔离剂，其中纳米氮化硅和纳米碳化铬的粒度均为100nm，水为稀释剂，加入的水量为上述总重量的80%。将上述的各物料按比例混合，采用机械研磨混合法混合均匀，得到本发明高温表面保碳隔离剂B。

将隔离剂B喷涂在低温的二火轴承钢GCr15钢板坯表面，待隔离剂B常温晾干时间为86分钟，形成厚度300μm的隔离层，将喷涂的二火轴承钢GCr15钢板坯和未喷涂的二火轴承钢GCr15钢板坯同时入炉，进入加热炉1180℃处理实现表面防护，喷涂隔离剂的二火轴承钢GCr15钢板坯在出炉后表面隔离层自动脱落，露出光亮的金属基体，和未喷涂隔离剂的二火轴承钢GCr15钢板坯相比，可减少轧材表面脱碳80%以上。

实施例3

按透辉石75%、纳米氮化硅 1.9%、纳米碳化铬2%、铝灰粉6%、钾水玻璃(模数3.0)15%、聚丙烯酰胺0.1%的比例配置隔离剂，其中纳米氮化硅和纳米碳化铬的粒度均为400nm，水为稀释剂，加入的水量为上述总重量的65%。将上述的各物料按比例混合，采用机械研磨混合法混合均匀，得到本发明高温表面保碳隔离剂C。

将隔离剂C喷涂在常温的弹簧钢60Si2Mn方坯表面，待隔离剂C常温晾干时间为115分钟，形成厚度500μm的隔离层，将喷涂的弹簧钢60Si2Mn方坯和未喷涂的弹簧钢60Si2Mn方坯同时入炉，进入加热炉1040℃处理实现表面防护，喷涂隔离剂的弹簧钢60Si2Mn方坯在出炉后表面隔离层自动脱落，露出光亮的金属基体，和未喷涂隔离剂的弹簧钢60Si2Mn方坯相比，可减少轧材表面脱碳70%以上。

实施例4

按透辉石82%、纳米氮化硅 1.4%、纳米碳化铬1.5%、铝灰粉9%、钾水玻璃(模数3.0)6%、聚丙烯酰胺0.1%的比例配置隔离剂，其中纳米氮化硅和纳米碳化铬的粒度均为500nm，水为稀释剂，加入的水量为上述总重量的90%。将上述的各物料按比例混合，采用机械研磨混合法混合均匀，得到本发明高温表面保碳隔离剂D。

将隔离剂D喷涂在常温的工具钢M2表面，待隔离剂D常温晾干时间为35分钟，形成厚度100μm的隔离层，将喷涂的钢工具钢M2和未喷涂的工具钢M2同时入炉，进入加热炉1150℃处理实现表面防护，喷涂隔离剂的工具钢M2在出炉后表面隔离层自动脱落，露出光亮的金属基体，和未喷涂隔离剂的工具钢M2相比，可减缓脱碳层深度85%以上。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂，其特征在于：其组分及重量百分比为：透辉石60~85%、纳米氮化硅 1~5%、纳米碳化铬1~5%、铝灰粉5~15%、钾水玻璃6~25%、聚丙烯酰胺0.1~0.5%，加入的水为上述总重量的60~90%，上述各组分采用机械研磨混合法混合均匀制成粒度小于100μm的隔离剂。

2.根据权利要求1 所述的一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂，其特征在于：所述中纳米氮化硅的粒度为100-500nm，纳米碳化铬的粒度为100-500nm。

3.根据权利要求1 所述的一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂，其特征在于：所述钾水玻璃的模数为3.0。

4.根据权利要求1 所述的一种中高碳钢用高温表面保碳的隔离剂的应用方法：其特征在于：所述的隔离剂适用于中高碳钢钢坯在900~1150℃/1～10小时加热时的防护，隔离剂在加热完毕后自动脱落，露出光亮的金属基体，所述隔离剂被喷涂在常温的不锈钢基体表面，隔离剂常温晾干时间为 0.5～2小时，隔离剂厚度为200~500μm，隔离剂在加热时的高温表面碳元素保护完。