金属热加工保护涂料的制备与性能

马 旭,张 竞,陈凯骏,夏景胜,汤继俊

(江苏科技大学 材料科学与工程学院,镇江 212100)

金属材料的轧制、锻造等热加工工艺必需在一定的高温环境下进行．高温下,暴露在空气环境下的工件往往会产生表面氧化现象,同时伴随着合金元素的贫化,并且加热时间越长,温度越高,氧化脱碳问题越严重．这对材料的抗腐蚀能力和机械性能产生极为不利的影响,也大大缩减了工件的使用寿命[1-3]．为了直接有效地减少金属工件与大气气氛的接触,针对金属高温氧化的特征,常采用真空法、保护气氛法、抗高温氧化涂料保护法等措施[4]．其中,涂料保护法是指在热加工前将涂料涂覆在工件表面,当进行高温加工时,涂层软化熔融形成的致密保护膜吸附在金属表面,从而阻止高温气体向金属基体渗透,减少或避免两者直接接触而产生氧化反应[5-6]．相对于真空法和保护气氛法而言,涂料保护法不仅投资少、成本低,而且不受气源、设备、工件体积和形状的限制,操作简单、适应性强[7-8]．

高温抗氧化涂料的种类较多,主要可分为有机涂料和无机玻璃体涂料．其中,以耐热树脂为基体的高分子聚合物与金属材料表面有优良的粘接性,适用于长期的抗高温氧化,由于涂料中不含水分,不会引起金属锈蚀,且干燥速度快．在较低温度下(低于400 ℃),高分子有机结构形成连续涂层,保护金属表面．但高分子材料自身的分子结构决定了其在300～400 ℃内开始分解,需要加入无机耐热……