煉鋼或熱處理過程中,碳含量由于氧化或與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而降低或被除去的過程。鋼在加熱時,表層的碳與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應(yīng),降低了表層碳濃度稱為脫碳,脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強度及耐磨性降低,而且表面形成殘余拉應(yīng)力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。最終導(dǎo)致鋼材不符合相應(yīng)的要求。志盛威華高溫封閉涂料專家提出,在熱處理加工時應(yīng)避免這種現(xiàn)象。高溫氧化氣氛下金屬保護封閉涂料防止腐蝕氧化,無數(shù)實驗和鋼材工廠實地采用后證明,在高溫條件下,涂層完好無損,鋼板面積95%以上無氧化現(xiàn)象,整體效果非常理想。志盛威華公司的ZS-1021耐高溫封閉氧化涂料用于金屬熱處理時的涂裝,可以有效屏蔽空氣中的氧氣等腐蝕介質(zhì)的滲入,使鋼材在一個不接觸腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中加熱,能夠避免鋼鐵在熱處理時的氧化損失,減少了清除氧化皮的工序,并使工件的規(guī)格尺寸更為精確,能夠避免在熱處理時由于脫碳造成的金屬疲勞強度下降,延長鋼鐵使用壽命;ZS-1021耐高溫封閉氧化涂料能夠避免金屬在熱處理時表面吸收氣體,防止金屬因吸氧而變脆,同時增強了金屬熱處理后的抗腐蝕能力。
氧化皮是鋼鐵在高溫鍛壓成型時所產(chǎn)生的一層致密氧化層,通常附著比較牢固,但與鋼鐵相比,其柔韌性和延展性較差。從電化學(xué)上分析,氧化皮的電極電位要比鐵高0.15-0.20V,因此志盛威華高溫防氧化脫碳涂料研究人員特別提出,在腐蝕介質(zhì)中,鐵先于氧化皮腐蝕,尤其是在大量氧化皮存在時,大量的氧化皮為陰極,少量裸露的鐵成為小陽極,會加速促進鐵的局部腐蝕。在潮濕環(huán)境中,氧化皮形成的大陰極和裸露鋼鐵形成的小陽極,會加劇裸露區(qū)鋼鐵的局部腐蝕。氧化皮與鋼鐵表面存在無數(shù)微小縫隙,水氣和腐蝕介質(zhì)滲透到松動的氧化皮下又會發(fā)生縫隙腐蝕和深差腐蝕。
各種腐蝕介質(zhì)使鋼鐵在高溫下被氧化和脫碳,造成材料的巨大損失和力學(xué)性能的下降,因而鋼鐵在高溫處理中需要一定的保護措施,減少高溫氧化的措施有:真空保護加熱、可控氣氛保護、涂料保護等,其中涂料保護是一種非常經(jīng)濟和有效的辦法。北京志盛威華涂料公司針對工業(yè)中鋼材高溫氧化問題研制一種耐高溫抗氧化涂料-ZS-1021耐高溫封閉涂料,耐溫最高可達2300℃。該涂料的核心技術(shù)為涂料中使用的成膜物質(zhì),采用硅酸鹽改性溶液,形成有機-無機雜化高聚物成膜。在高溫下具有十分顯著的減少鋼鐵表面氧化皮效果,因為其有機結(jié)合了三種高溫防護最有特點的納米物質(zhì):氧化硼、有機硅和氧化鋁,分別具有反應(yīng)型保護、熔膜屏蔽型保護和氧化還原型保護三種不同的保護機理。600℃左右時,可形成溶融的氧化硼膜,700℃左右時形成致密牢固的無機硅酸鹽陶瓷狀膜層,隔絕了空氣和鋼鐵表面的接觸,從而起到了保護作用;而在涂料中的鋁粉在高溫下被氧化,志盛威華公司的ZS-1021耐高溫封閉氧化涂料形成一層致密且熔點極高的氧化鋁層(熔點約2050℃)在這個氧化還原反應(yīng)過程中,由于金屬鋁與鋼鐵表面附近的氧氣等活性氣體大量反應(yīng),形成一個活性氣體的真空區(qū)域,從而很好的保護了鋼鐵表面免受腐蝕氧化脫碳現(xiàn)象發(fā)生。
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