有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其包括磷酸鹽玻璃、乙醇、丙酮、環(huán)氧樹脂和聚甲基丙烯酸正丁酯。所述磷酸鹽玻璃與乙醇或丙酮按照2∶1比例混合球磨8小時(shí)；球磨8小時(shí)后，加入聚甲基丙烯酸正丁酯、環(huán)氧樹脂再球磨30分鐘；漿料過200--300目篩。本發(fā)明金屬保護(hù)涂層不但隔絕外部氣氛保護(hù)金屬型材基體不被氧化，并從低溫200℃開始保護(hù)，形成較寬的保護(hù)溫度區(qū)域。在400-600℃高溫區(qū)域形成較好玻璃相，起到良好的保護(hù)效果。在熱處理過后采取水溶的方法除去涂層，減少后處理對(duì)金屬的損耗，簡化后處理工序。本發(fā)明在應(yīng)用過程中，因?yàn)楦稍锼俾瘦^快，節(jié)省了操作時(shí)間，減少因后處理對(duì)環(huán)境帶來的污染影響。本發(fā)明是一種高效節(jié)能環(huán)?？芍貜?fù)利用型退火保護(hù)涂層。
【專利說明】有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，尤其涉及一種保護(hù)金屬在熱處理過程中使金屬不被氧化且易于清理保護(hù)涂層、制備方法及其應(yīng)用。

二、【背景技術(shù)】
[0002]有色金屬是一種化學(xué)穩(wěn)定性比較活波的金屬，其被廣泛應(yīng)用工業(yè)、電力等領(lǐng)域，但是因其屬于軟金屬，為了滿足其使用環(huán)境有色金屬都要經(jīng)過一定的退火工序，使其具有一定剛性。在退火過程中，有色金屬的氧化為后續(xù)處理帶來麻煩，不但要添加去皮工序和增加去皮拋光設(shè)備。而在成型過程中增加一定的加工余量，這不僅帶來生產(chǎn)成本和人力成本的增加，而且還造成了原料的浪費(fèi)。目前國內(nèi)熱處理所使用的涂層大部分為硅酸鹽或者低溫重金屬玻璃，其雖然能夠?qū)τ猩饘倨鸬揭欢ūＷo(hù)作用，但是其會(huì)對(duì)金屬表面性能產(chǎn)生影響，后續(xù)處理比較麻煩，必須經(jīng)過機(jī)械去皮或酸洗提高表面質(zhì)量；機(jī)械去皮容易造成金屬的浪費(fèi)，酸洗不僅會(huì)造成金屬的浪費(fèi)而且會(huì)造成環(huán)境的污染。因此，亟需研究開發(fā)出能夠在退火過程中能夠充分保護(hù)金屬，且使后續(xù)處理工序簡單化方便化，避免造成金屬的不必要性浪費(fèi)；使金屬的性能和生產(chǎn)成本得到有效的控制。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，使金屬型材在退火過程中得到有效保護(hù)，充分簡化其后續(xù)處理工序和避免在后續(xù)處理中帶來金屬的浪費(fèi)和污染環(huán)境現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而使金屬的性能和生產(chǎn)成本得到有效的控制，生產(chǎn)環(huán)境得到有效的改善。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層的生產(chǎn)方法和適用范圍。
[0005]本發(fā)明解決問題的方案是利用磷酸鹽玻璃低溫性使有色金屬在退火過程得到充分的保護(hù)，利用磷酸鹽玻璃、無水乙醇、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸正丁酯制備涂層漿料，水溶性使其避免機(jī)械去皮和酸洗帶來的負(fù)面影響。
[0006]本發(fā)明的任務(wù)日這樣來完成的:有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層的原料組分包括磷酸鹽玻璃、乙醇、丙酮、環(huán)氧樹脂和聚甲基丙烯酸正丁酯，所述的保護(hù)涂層的原料組分按重量百分比如下:
[0007]磷酸鹽玻璃為60-70%，丙酮為0.1-16%，乙醇為15-33%，
[0008]環(huán)氧樹脂為4-7%，聚甲基丙烯酸正丁酯為0.1-7%。
[0009]所述的磷酸鹽玻璃的原料組成按重量百分比如下:
[0010]五氧化二磷50—65% ；三氧化二硼2—8% ；氧化鈣:2—8% ；
[0011]氧化鈉:25-35%；氧化鋅:1—5%。
[0012]所述的磷酸鹽玻璃的軟化溫度范圍為338—638 1、流動(dòng)溫度范圍為570 00 —6701。
[0013]所述磷酸鹽玻璃與乙醇或丙酮按照2: 1比例混合球磨8小時(shí)；球磨8小時(shí)后，力口入聚甲基丙烯酸正丁酯、環(huán)氧樹脂再球磨30分鐘；漿料過200-300目篩。
[0014]所述的有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，保護(hù)涂層作為涂料適用于400-6001以內(nèi)范圍內(nèi)的金屬退火。
[0015]本發(fā)明還提供了技術(shù)方案:一種金屬熱處理保護(hù)涂層的制備方法，將本發(fā)明的金屬熱處理保護(hù)涂層的原料按照磷酸鹽玻璃與無水乙醇、丙酮順序依次加到球磨罐中球磨8小時(shí)以上，再加入環(huán)氧樹脂繼續(xù)球磨30分鐘以上，即得所要制備的金屬熱處理保護(hù)涂層；具體各階段的球磨時(shí)間根據(jù)球料不同比例進(jìn)行調(diào)整，以求所得保護(hù)涂層漿料達(dá)到粒徑均勻一致為標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]進(jìn)一步地，將所述磷酸鹽玻璃的原料混合加入到碳棒爐中進(jìn)行充分熔融后，再進(jìn)行壓片即得制備本發(fā)明有色金屬保護(hù)涂層所需的磷酸鹽玻璃原料；
[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明金屬保護(hù)涂層作為涂料保護(hù)有色金屬等金屬的退火，涂層的厚度優(yōu)選為0.5.--1.2皿，具體涂覆方法能夠?yàn)榻亢蛧娡?，其中，噴涂一?-2次即可，浸涂1-2次即可，具體次數(shù)以保證優(yōu)選的涂層厚度為佳，因若涂層厚度過小如低于0.5^則難以成膜起到防護(hù)作用，若涂層過厚如大于1.2皿則會(huì)延長加熱時(shí)間，并對(duì)金屬退火效果造成一定影響。
[0018]進(jìn)一步地，應(yīng)用本發(fā)明金屬保護(hù)涂層作為涂料保護(hù)有色金屬等金屬型材退火時(shí)，待涂層干燥后方可入爐進(jìn)一步退火。因?yàn)楸就繉邮褂糜袡C(jī)易揮發(fā)型溶劑，所以減少了干燥時(shí)間。
[0019]本發(fā)明金屬保護(hù)涂層的原料組成中，磷酸鹽玻璃低溫下即易熔化成膜，能夠保證金屬退火溫度環(huán)境下被防護(hù)；環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑和增稠劑，能夠提高漿料的均衡性和懸浮效果，乙醇和丙酮作為溶劑提高其揮發(fā)速度，節(jié)省涂層干燥用時(shí)間。本發(fā)明的金屬保護(hù)涂層將上述各原料以合理的配比進(jìn)行有機(jī)的融合，依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0爪51730、金屬熱變形用玻璃潤滑劑規(guī)范1187065-94及電工用銅線坯標(biāo)準(zhǔn)(?/！'3952-2008，在有色金屬等有色金屬型材退火過程中涂覆應(yīng)用本發(fā)明金屬保護(hù)涂層，能夠完全避免現(xiàn)有涂層常發(fā)生的對(duì)金屬的侵蝕及成型后涂層難清理的現(xiàn)象?？傮w上，本發(fā)明金屬保護(hù)涂層的應(yīng)用體現(xiàn)了熔膜屏蔽型保護(hù)機(jī)理，熔膜屏蔽型機(jī)理是利用涂層加熱過程中形成致密牢固的玻璃狀物或玻璃陶瓷狀物，達(dá)到隔絕金屬型材內(nèi)部氣氛與外部氣體的接觸的保護(hù)目的；本發(fā)明金屬保護(hù)涂層的應(yīng)用不但隔絕外部氣氛保護(hù)了金屬型材基體，并且在退火過程中，作為良好的減磨作用，對(duì)金屬保護(hù)時(shí)間大幅延長；水溶性好，節(jié)約了因涂層涂覆而進(jìn)行的后續(xù)處理工序。充分優(yōu)化了金屬退火的表面效果和減少生產(chǎn)工序節(jié)約生產(chǎn)成本，保障了產(chǎn)品品質(zhì)。

四、【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。[0021〕 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0022]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層的的主要組分為磷酸鹽玻璃:63.5% ；無水乙醇32.5%，環(huán)氧樹脂4%。
[0025]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層中磷酸鹽玻璃組分為:五氧化二磷:53.2% ；三氧化二硼:4.1% ；氧化鈉:35.3% ；氧化鈣7.4%。
[0026]一種制備上述色金屬退火用保護(hù)涂層的制備方法為:按照磷酸鹽玻璃組分制備磷酸鹽玻璃的原料混合好后，加入到碳棒爐中坩堝中，于8001進(jìn)行充分熔融后，再進(jìn)行壓片，即得制備本發(fā)明有色金屬保護(hù)涂層所需的基礎(chǔ)玻璃。將原料按照磷酸鹽玻璃和無水乙醇按照比例依次加到球磨罐中球磨8小時(shí)，再加入環(huán)氧樹脂4%，繼續(xù)球磨30分鐘，即得到有色金屬退火用保護(hù)涂層。
[0027]在上述有色金屬保護(hù)涂層的制備方法中:
[0028]球磨后，分別過200目篩和300目篩，以使其粒徑范圍為48 9 111—75 9 III，從而使混合效率得到提高的同時(shí)，保障所制備的金屬涂層的性能的均勻一性。
[0029]通過浸涂或刷涂均勻涂覆于金屬表面，涂層厚度0.8皿；待表面干燥后，進(jìn)入退火爐進(jìn)行5001保溫10分鐘退火。然后再水中浸泡40-60分鐘，擦拭干凈。
[0030]依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)01陽1730對(duì)上述有色金屬保護(hù)涂層進(jìn)行高溫特征點(diǎn)測(cè)試，性能檢測(cè)結(jié)果為:燒結(jié)溫度2001 ；軟化溫度3381 ；半球點(diǎn)溫度:5471 ；流動(dòng)點(diǎn)溫度5701.滿足338-5381的軟化范圍及500-7001的流動(dòng)溫度范圍，從而使金屬保護(hù)涂層的軟化溫度和流動(dòng)點(diǎn)溫度得到控制。根據(jù)1187065-94和(^8/13952-2008金屬表面氧化層厚度和表面金屬顏色進(jìn)行對(duì)比觀察，得到氧化皮厚度只有0.02-0.07臟，鈹青銅表面金屬本色未發(fā)生變化。符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。
[0031]實(shí)施例2
[0032]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層的的主要組分為磷酸鹽玻璃:62.5% ；無水乙醇15.6%，丙酮:15.6%，環(huán)氧樹脂:6.3%。
[0033]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層中磷酸鹽玻璃組分為:五氧化二磷:64.3% ；三氧化二硼:8% ；氧化鈉:25.7% ；氧化鋅2%。
[0034]一種制備上述色金屬退火用保護(hù)涂層的制備方法為:按照磷酸鹽玻璃組分制備磷酸鹽玻璃的原料混合好后，加入到碳棒爐中坩堝中，于8501進(jìn)行充分熔融后，再進(jìn)行壓片，即得制備本發(fā)明有色金屬保護(hù)涂層所需的基礎(chǔ)玻璃。將原料按照磷酸鹽玻璃和無水乙醇按照比例依次加到球磨罐中球磨8小時(shí)，再加入環(huán)氧樹脂，繼續(xù)球磨30分鐘，即得到有色金屬退火用保護(hù)涂層。
[0035]在上述有色金屬保護(hù)涂層的制備方法中:
[0036]球磨后，分別過200目篩，以使其粒徑小于75 ^ %從而使混合效率得到提高的同時(shí)，保障所制備的金屬涂層的性能的均勻一性。
[0037]通過浸涂或刷涂均勻涂覆于金屬表面，涂層厚度0.8皿；待表面干燥后，進(jìn)入退火爐進(jìn)行5501保溫10分鐘退火。然后再水中浸泡40-60分鐘，擦拭干凈。
[0038]依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)01陽1730對(duì)上述有色金屬保護(hù)涂層進(jìn)行高溫特征點(diǎn)測(cè)試，性能檢測(cè)結(jié)果為:燒結(jié)溫度2201 ；軟化溫度3821 ；半球點(diǎn)溫度:5921 ；流動(dòng)點(diǎn)溫度6011.滿足338-5381的軟化范圍及500-7001的流動(dòng)溫度范圍，從而使金屬保護(hù)涂層的軟化溫度和流動(dòng)點(diǎn)溫度得到控制。根據(jù)1187065-94和68/13952-2008金屬表面氧化層厚度和表面金屬顏色進(jìn)行對(duì)比觀察，得到氧化皮厚度只有0.04-0.08臟，鈹青銅表面金屬本色未發(fā)生變化。符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。
[0039]實(shí)施例3
[0040]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層的的主要組分為磷酸鹽玻璃:63.3% ；無水丙酮:31.6%，聚甲基丙稀酸正丁酷:5.1 % 0
[0041]一種鈹青銅退火用保護(hù)涂層中磷酸鹽玻璃組分為:五氧化二磷:70% ；三氧化二硼:3% ；氧化鈉:25% ；氧化鋅2%。
[0042]一種制備上述有色金屬退火用保護(hù)涂層的制備方法為:按照磷酸鹽玻璃組分制備磷酸鹽玻璃的原料混合好后，加入到碳棒爐中坩堝中，于9001進(jìn)行充分熔融后，再進(jìn)行壓片，即得制備本發(fā)明有色金屬保護(hù)涂層所需的基礎(chǔ)玻璃。將原料按照磷酸鹽玻璃和無水乙醇按照比例依次加到球磨罐中球磨9小時(shí)，再加入環(huán)氧樹脂，繼續(xù)球磨25分鐘，即得到有色金屬退火用保護(hù)涂層。
[0043]在上述有色金屬保護(hù)涂層的制備方法中:
[0044]球磨后,分別過200目篩和250目篩，以使其粒范圍均為58 III?62 III，從而使混合效率得到提高的同時(shí)，保障所制備的金屬涂層的性能的均勻一性。
[0045]通過浸涂或刷涂均勻涂覆于金屬表面，涂層厚度0.5皿；待表面干燥后，進(jìn)入退火爐進(jìn)行6001保溫10分鐘退火。然后再水中浸泡40-60分鐘，擦拭干凈。
[0046]依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)01陽1730對(duì)上述有色金屬保護(hù)涂層進(jìn)行高溫特征點(diǎn)測(cè)試，性能檢測(cè)結(jié)果為:燒結(jié)溫度2201 ；軟化溫度5381 ；半球點(diǎn)溫度:6411 ；流動(dòng)點(diǎn)溫度6521.滿足338-5381的軟化范圍及500-7001的流動(dòng)溫度范圍，從而使金屬保護(hù)涂層的軟化溫度和流動(dòng)點(diǎn)溫度得到控制。根據(jù)1187065-94和(^8/13952-2008金屬表面氧化層厚度和表面金屬顏色進(jìn)行對(duì)比觀察，得到氧化皮厚度只有0.03-0.08111111，鈹青銅表面金屬本色未發(fā)生變化。符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。
[0047]實(shí)施例4
[0048]一種鋁合金6063退火用保護(hù)涂層的的主要組分為磷酸鹽玻璃:63.3% ；無水丙酮:31.6%聚甲基丙烯酸正丁酯:5.1%，環(huán)氧樹脂:5%。
[0049]一種鋁合金6063退火用保護(hù)涂層中磷酸鹽玻璃組分為:五氧化二磷:54% ；三氧化二硼:4% ；氧化鈉:35% ；氧化鈣7%。
[0050]一種制備上述色金屬退火用保護(hù)涂層的制備方法為:按照磷酸鹽玻璃組分制備磷酸鹽玻璃的原料混合好后，加入到碳棒爐中坩堝中，于8001進(jìn)行充分熔融后，再進(jìn)行壓片，即得制備本發(fā)明有色金屬保護(hù)涂層所需的基礎(chǔ)玻璃。將原料按照磷酸鹽玻璃和無水乙醇按照比例依次加到球磨罐中球磨9小時(shí)，再加入環(huán)氧樹脂，繼續(xù)球磨25分鐘，即得到有色金屬退火用保護(hù)涂層。
[0051]在上述有色金屬保護(hù)涂層的制備方法中:
[0052]球磨后,分別過230目篩和250目篩，以使其粒范圍均為58 III?62 III，從而使混合效率得到提高的同時(shí)，保障所制備的金屬涂層的性能的均勻一性。
[0053]通過浸涂或刷涂均勻涂覆于金屬表面，涂層厚度0.5皿；待表面干燥后，進(jìn)入退火爐進(jìn)行4001保溫10分鐘退火。然后再水中浸泡40-60分鐘，擦拭干凈。
[0054]依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)01陽1730對(duì)上述有色金屬保護(hù)涂層進(jìn)行高溫特征點(diǎn)測(cè)試，性能檢測(cè)結(jié)果為:燒結(jié)溫度2051 ；軟化溫度3511 ；半球點(diǎn)溫度:5611 ；流動(dòng)點(diǎn)溫度6221.滿足338-5381的軟化范圍及500-7001的流動(dòng)溫度范圍，從而使金屬保護(hù)涂層的軟化溫度和流動(dòng)點(diǎn)溫度得到控制。根據(jù)1187065-94和(^8/13952-2008金屬表面氧化層厚度和表面金屬顏色進(jìn)行對(duì)比觀察，得到氧化皮厚度只有0.03-0.05皿。
【權(quán)利要求】
1.一種有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其特征在于，保護(hù)涂層的原料組分包括磷酸鹽玻璃、乙醇、丙酮、環(huán)氧樹脂和聚甲基丙烯酸正丁酯，所述的保護(hù)涂層的原料組分按重量百分比如下: 磷酸鹽玻璃為60-70%，丙酮為0.1-16%，乙醇為15-33%， 環(huán)氧樹脂為4-7 %，聚甲基丙烯酸正丁酯為0.1-7%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其特征在于:磷酸鹽玻璃的原料組成按重量百分比如下: 五氧化~■憐50—65% ;二氧化_■砸2—8% ;氧化韓:2—8% ； 氧化納:25—35% ;氧化鋒:1一5*%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其特征在于，所述磷酸鹽玻璃的軟化溫度范圍為338—638°C、流動(dòng)溫度范圍為570°C —670°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其特征在于，所述磷酸鹽玻璃與乙醇或丙酮按照2: I比例混合球磨8小時(shí)；球磨8小時(shí)后，加入聚甲基丙烯酸正丁酯、環(huán)氧樹脂再球磨30分鐘；漿料過200-300目篩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2和3和4所述的有色金屬熱處理用水溶性保護(hù)涂層，其特征在于:保護(hù)涂層作為涂料適用于400-600°C以內(nèi)范圍內(nèi)的金屬退火。
【文檔編號(hào)】C21D1/68GK104404211SQ201410263561
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】趙小齊, 尹勇 申請(qǐng)人:咸陽布萊特工貿(mào)有限公司