一种防渗氮涂料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及金属热处理技术领域，提供一种防渗氮涂料及其制备和应用，所述防渗氮涂料包括：锡粉、氧化铝粉末和粘合剂，按份数计，所述锡粉为3～4.5份，所述氧化铝粉末为2～3份。该防渗氮涂料可以用于磁性部件的固溶渗氮工艺，制得局部无磁性的双相材料，特别适用于950℃以上的固溶渗氮工艺，防渗氮效果优异。而且，固溶渗氮后，淬火工序可以使防渗氮涂料形成的涂层全部或者部分粉末化而直接脱落，无需进行复杂的涂层去除工序。本发明专利技术的防渗氮涂料的制备方法简单，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种防渗氮涂料及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及金属热处理
，尤其涉及一种防渗氮涂料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]对金属工件进行渗氮可以用来改变金属的磁性。比如，将具有磁性的金属工件表面暴露在氮气中，在特定条件下，至少会将一部分氮渗入到金属工件中，而氮的渗入会使金属工件的磁性减小甚至消失，消失磁性的金属工件为非磁性材料。
[0003]在制备双相材料的可以采用固溶渗氮方法。在固溶渗氮过程中，可以通过涂覆防渗氮涂层的方式控制金属工件的部分区域渗氮，渗入氮的区域金属工件的磁性减小甚至消失，而防渗氮涂层所在的区域则金属工件的原有性质不受影响或者影响很小，从而得到局部无磁性的双相软磁性材料。锡是普通防渗氮涂层的主要原料之一，锡是较柔软、延展性较好的金属，其熔点为231.89℃，沸点为2260℃，密度为7.28g/cm3，其化学稳定性较好，不容易在酸中溶解。以锡为主的防渗氮涂层能够在400～600℃的条件下起到稳定的防渗氮作用。但是，当温度达到950～1200℃时，会出现龟裂而不能够起到很好的防渗氮作用。而且，以锡为主的防渗氮涂层在固溶渗氮结束后很难从金属工件的表面去除，则一般需要对防渗氮涂层进行化学或机械蚀刻才能去除，这类去除方法可能会对基体材料造成损坏，而且去除操作也增加了制造双相材料的成本。
[0004]鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种防渗氮涂料及其制备和应用，用以解决现有技术中以锡为主的防渗氮涂层难以用于高温固溶渗氮和难以从工件表面去除的缺陷，实现在高温下良好的防渗氮效果和高温固溶渗氮后易剥落，有效降低制造双相材料的成本。
[0006]具体地，本专利技术提供一种防渗氮涂料，包括：锡粉、氧化铝粉末和粘合剂；
[0007]按份数计，所述锡粉为3～4.5份，所述氧化铝粉末为2～3份。
[0008]本专利技术发现，含锡粉、氧化铝粉末和粘合剂通过适当配比可形成金属陶瓷复合的防渗氮涂料。该防渗氮涂料的流动性好，易于涂覆形成均匀的涂层，在后续干燥和高温固溶渗氮过程中均可以保持完整的形态，不发生龟裂和不脱落，适用于950℃以上的高温条件下的固溶渗氮工艺。
[0009]该防渗氮涂料形成的防渗氮涂层的高温防渗氮效果良好，且固溶渗氮工艺结束后，防渗氮涂层可以通过简单的砂纸打磨的方式而完全剥落，甚至在淬火后直接粉化而脱落，无需进行化学或机械蚀刻等复杂和有损基材表面的去除工艺。尤其是当所述锡粉和所述氧化铝粉末的重量份数比为1:1时，经淬火工序后，防渗氮涂层会成为粉体而直接脱落。若当所述锡粉的重量份数大于所述氧化铝粉末的重量份数时，经淬火工序后，防渗氮涂层会部分成为粉体，而残留的部分可以通过简单的砂纸打磨的方式而完全剥落。若氧化铝粉末的含量太少，会使防渗氮涂层的去除造成障碍，而锡粉的含量太少，则防渗氮效果会变
差。在试验中发现，当单独以氧化铝粉末在工件上形成涂层时，虽然可以形成均匀的涂层，且干燥和高温固溶渗氮条件下也能保持表面不发生龟裂和不脱落，但是高温下的防渗氮效果欠佳，在涂层所在的区域会渗入大量的氮原子而无法制备得到理想中的双相材料。
[0010]根据本专利技术提供的防渗氮涂料，所述粘合剂为水玻璃；也可以称为硅酸钠水溶液；
[0011]本专利技术意外发现，当采用以水玻璃作为粘合剂时，可以很好地将锡粉和氧化铝粉末混合均匀，并易于调整防渗氮涂料的性状，如粘度等，这样方便喷涂、涂覆、涂抹等加工过程，在干燥时，形成的涂层效果更好。
[0012]优选为，按份数计，所述水玻璃为3.5～4份。当控制水玻璃的含量在该范围内，可以达到最佳的涂层效果。
[0013]根据本专利技术提供的防渗氮涂料，所述防渗氮涂料的粘度为25～65mm2/s。
[0014]本专利技术发现，防渗氮涂料的粘度对加工的难易程度影响很大，在涂覆所述防渗氮涂料时，应均匀完整，不应有结块。为了适应高效率生产，在涂完防渗氮涂料后，应易于干燥，最好是在室温下2小时内干燥，且干燥后，涂层应保持其完整均匀的状态，且不发生龟裂，否则会因涂层不均匀而导致防渗氮效果不一致，涂层所在区域内的材料性能发生不均匀等问题。而当所述防渗氮涂料的粘度为25～65mm2/s时，可以很好地控制涂料的加工并保证后续防渗氮效果的一致性。
[0015]根据本专利技术提供的防渗氮涂料，所述锡粉的粒度在100～200目；所述氧化铝粉末的粒度在80～200目。本专利技术所采用的锡粉和氧化铝粉末的粒径对涂层的防渗氮效果会有一定的影响，一般而言，粉末越小，涂层越均匀，但粉末太小时，也会增加分散的难度，通过试验发现，在选择粒度在上述范围内的锡粉和氧化铝粉末时，防渗氮效果和剥落的难易程度可以达到最佳状态。
[0016]本专利技术提供一种防渗氮涂料的制备方法，包括：将锡粉、氧化铝粉末和粘合剂混合均匀。
[0017]本专利技术提供一种防渗氮涂料的应用，用于磁性部件通过高温固溶渗氮工艺制得局部无磁性的双相材料；
[0018]优选地，所述双相材料用于电动机的转子叠片。
[0019]根据本专利技术提供的防渗氮涂料的应用，所述磁性部件为软磁性不锈钢，如铁素体不锈钢或者双相不锈钢(如2205双相不锈钢、2101双相不锈钢等)。
[0020]对于磁性部件，当为铁素体不锈钢时，其初始磁性能优异，经过固溶渗氮后，能够得到90％以上的奥氏体组织，其渗氮效果优异。当为双相不锈钢时，初始磁性能较差，但应用广泛，易于获取。经过固溶渗氮，双相不锈钢中的铁素体组织基本消失，得到90％以上的奥氏体组织，渗氮效果优异。
[0021]该磁性部件的构造可以是任意的，比如一定厚度的板材等，在制备双相材料时，可以在板材上设计好磁性区域，并在磁性区域的上下表面涂上本专利技术中的防渗氮涂料，而其余区域不进行处理。可以根据需要在板材的侧面涂上防渗氮涂料。
[0022]根据本专利技术提供的防渗氮涂料的应用，所述防渗氮涂料的应用中包括：将所述防渗氮涂料涂在所述磁性部件的表面后进行干燥形成防渗氮涂层；所述磁性部件的表面是由双相材料的结构设计决定的，如，双相材料仅包括铁素体组织和奥氏体组织，则所述磁性部件的表面是指铁素体组织对应的区域。
[0023]优选地，所述干燥的温度为150℃以下；干燥的目的是使所述防渗氮涂料在磁性部件的表面形成均匀且不脱落的涂层，干燥的温度越高，所需时间越短，比如，干燥可以采用加热炉加热的方法进行快速烘干，在150℃时，加热时间不超过20min即可达到很好地涂层效果。
[0024]更优选地，所述防渗氮涂层的厚度为0.1～1.5mm；在实验中发现，本专利技术中的防渗氮涂层的厚度与该防渗氮涂层的防渗氮效果存在一定关系，一般而言，厚度越大，防渗氮效果越好。当涂层厚度为0.5mm时，阻氮效果优异，初始铁素体组织仅有10％左右转变为奥氏体组织；当涂层厚度为1.5mm时，阻氮效果达到最佳，初始铁素体组织基本能够得到全部保留，因此，当需要制备存在一定过渡区域的双相材料时，比如，在渗氮区域和非渗氮区域之间设过渡区域，在过渡区域的表面形成厚度比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防渗氮涂料，其特征在于，包括：锡粉、氧化铝粉末和粘合剂；按份数计，所述锡粉为3～4.5份，所述氧化铝粉末为2～3份。2.根据权利要求1所述的防渗氮涂料，其特征在于，所述粘合剂为水玻璃；优选为，按份数计，所述水玻璃为3.5～4份。3.根据权利要求1或2所述的防渗氮涂料，其特征在于，所述防渗氮涂料的粘度为25～65mm2/s。4.根据权利要求1～3中任一项所述的防渗氮涂料，其特征在于，所述锡粉的粒度在100～200目；所述氧化铝粉末的粒度在80～200目。5.权利要求1～4中任一项所述的防渗氮涂料的制备方法，其特征在于，包括：将锡粉、氧化铝粉末和粘合剂混合均匀。6.权利要求1～4中任一项所述的防渗氮涂料的应用，其特征在于，包括：用于磁性部件通过固溶渗氮工艺制得双相材料；优选地，所述双相材料用于电动机的转子叠片。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华君，潘旭东，李九鼎，
申请(专利权)人：武汉两仪材料有限公司，
类型：发明
国别省市：