专利名称：一种高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高温红外辐射搪瓷釉料，尤其是一种烧结在850～1200℃的耐热金属加热体上，全红外波段具有高发射率的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料及其制备方法。
背景技术：
近年来，各种低中温红外辐射釉料材料已得到迅速发展，如中国专利公开号为CN1463940A的《高辐射远红外烧结釉料》，公开了一种组分及重量份为熔块40～90、碳化硅0～10、断烧砂2～12及其具有红外辐射性能的氧化物5～30、粘土3～15的技术。其虽然辐射能力较强、易于烧结并且不易脱落，但其不足使用温度为850℃以下，且高红外辐射区域仅限于8～25μm远红外波段，不利于高温下的辐射传热。
我国航空工业部从前苏联引进的高温釉质涂层技术，经过航空材料研究院的多年试验研究已定型了W-2、T-1及B-1000等三种产品，其不足基体只能为镍钴合金，工艺严格，必须在专门的设备中制备；尚不能在民品上应用。
美国、日本、南韩等国公布的高温釉料，如NBSA-19等，虽然使用温度达到了1000℃，但成本高昂，而且不具备高辐射功能，还含有对人体有害的金属元素铍。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种不含有毒有害元素，能牢固被烧结在耐热金属表面，使用温度高于850℃，2.5-20μm全红外波段具有高发射率、不需要专用设备制作并可在民品上应用的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料。
本发明的另一个目的在于提供一种制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法实现上述目的的技术措施高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，其主要成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料8～43％、普通玻璃料10～17％、搪瓷粉10～17％、三氧化二铬20～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～15％。
其在于成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料12～33％、普通玻璃料13～16％、搪瓷粉13～16％、三氧化二铬23～28％、下引粉4～6％、堇青石7～10％、高发射率材料7～13％。
其在于成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料15～23％、普通玻璃料13～16％、搪瓷粉13～16％、三氧化二铬23～28％、下引粉4～6％、堇青石7～8％、高发射率材料7～10％。
其在于高发射率材料由的重量百分比为三氧化二铁30％、二氧化锰40％，三氧化二钴10％、氧化铜10％、二氧化铈10％混合后在1260～1300℃条件下烧结1小时而制成。
制备权利要求1所述的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤、1)、将上述的鳞片玻璃料8～43％、普通玻璃料10～17％、搪瓷粉10～17％、三氧化二铬20～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～15％的物质混合并碾碎，球磨2.0～3.0小时；2)、滤出磨球，静置45～70分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在130～200℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配600～800毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀待用。
其高温红外辐射釉料的粘结剂的组分及重量百分比为硅铬铝复合溶胶80～95％，硅树脂2～10％，硅酸钾1～10％。
主要成分作用鳞片玻璃粉本发明在于优质涂层中，加入鳞片玻璃粉，确保了高温下釉质涂层能自愈，极大地增强了釉质涂层的致密与封闭性，提高了抗渗碳、抗氧化能力，并且鳞片玻璃粉不含对人体有害与环境有污染的成分，价格适中。
普通玻璃料普通玻璃料易取得，价格低廉，其加入能进一步增强釉质涂层的致密与封闭性。
下引粉下引粉的加入，可增加釉料与耐热金属基体的粘结力。
三氧化二铬及搪瓷粉三氧化二铬与自愈物质搪瓷粉的加入，提高了釉质涂层的使用温度范围，解决了一般釉质涂层高温下长期工作流淌的问题，并进一步确保了抗渗碳、抗氧化能力；因此，对基体的延长使用寿命的作用十分显著。
堇青石加入堇青石使骨粉的热膨胀系数降至3.2×10-6℃-1，与耐热金属基体的热膨胀系数2.8×10-6℃-1相近，因此，烧结到合金钢的表面上后，结合牢固，不“崩瓷”。
高发射率材料本发明在釉料骨料中加入由三氧化二铁等氧化物组成的高发射率材料，并且采用适当的反应烧结，实现了掺杂效果，调节了材料电子与离子这两种缺陷的浓度比例，使整个红外波段都获得较高的发射率。
本发明的特点1、不需要在专门设备中加热烧结，可利用加热件自身加热烧成；
2、使用温度可达1050℃，2.5-20μm全红外波段的法向全发射率εn≥0.87，可用于各种加热干燥设备中的耐热金属加热体，也可用于高碳势等气氛的非金属炉衬，强化高温下炉子的辐射传热，提高发热体等备件的抗渗碳、抗氧化能力，降低备件的表面温度，延长其使用寿命，节约能源。工艺简便，成本低。
3、本发明粘结剂不用国内外搪瓷釉料传统通用的粘土，而采用了高温釉料粘结剂，并可通过调整釉料骨粉与高温釉料粘结剂比例等方式，对釉化温度加以调整。能适应实际生产中的950～1050℃工作条件。
4、本发明易于烧结、不脱落、使用寿命长，是一种综合红外涂料与搪瓷材料的优良性能的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，它可用于各种加热干燥设备中的耐热钢等金属加热体，也可用于高碳势等气氛的非金属炉衬，以强化高温下的辐射传热，提高发热体等备件的抗渗碳、抗氧化能力，降低备件的表面温度，延长其使用寿命，节约能源。
5、本发明具有耐酸、碱腐蚀，化学与热稳定性好，机械强度高，无毒污染，抗氧化抗渗碳能力强的特点；6、发明工艺简单、成本低，可广泛用于工业与民用品，具有非常广阔的市场前景。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步详述。
实施例1将下述的釉料浆料涂于以Cr25Ni35为材质的金属基体上。
釉料按下列组分及重量百分比组成鳞片玻璃料9％，普通玻璃料17％，搪瓷粉16％，三氧化二铬25％，下引粉6％，堇青石12％，高发射率材料15％。
制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料9％，普通玻璃料17％，搪瓷粉16％，三氧化二铬25％，下引粉6％，堇青石12％，高发射率材料15％混合并碾碎，球磨2小时；2)、滤出磨球，静置50分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在135℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配600毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀。
将配制好待用的釉料浆料经二道涂敷于以Cr25Ni35为材质的金属基体上并阴干后，釉料层的厚度为0.17毫米。
实施例2将下述的釉料浆料涂于以Cr25Ni35为材质的金属基体上。
釉料按下列组分及重量百分比组成鳞片玻璃料15％，普通玻璃料15％，搪瓷粉14％，三氧化二铬28％，下引粉5％，堇青石10％，高发射率材料13％。
制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料15％，普通玻璃料15％，搪瓷粉14％，三氧化二铬28％，下引粉5％，堇青石10％，高发射率材料13％混合并碾碎，球磨2.5小时；2)、滤出磨球，静置55分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在150℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配650毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀。
将配制好待用的釉料浆料经三道涂敷于以Cr25Ni35为材质的金属基体上并阴干后，釉料层的厚度为0.193毫米。
实施例3将下述的釉料浆料涂于以Cr25Ni35为材质的金属基体上。
釉料按下列组分及重量百分比组成鳞片玻璃料23％，普通玻璃料12％，搪瓷粉12％，三氧化二铬26％，下引粉5％，堇青石10％，高发射率材料12％。
制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料23％，普通玻璃料12％，搪瓷粉12％，三氧化二铬26％，下引粉5％，堇青石10％，高发射率材料12％混合并碾碎，球磨2.5小时；2)、滤出磨球，静置58分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在170℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配700毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀。
将配制好待用的釉料浆料经三道涂敷于以Cr25Ni35为材质的金属基体上并阴干后，釉料层的厚度为0.198毫米。
实施例4将下述的釉料浆料涂于以Cr25Ni80为材质的金属基体上。
釉料按下列组分及重量百分比组成鳞片玻璃料37％，普通玻璃料10％，搪瓷粉10％，三氧化二铬22％，下引粉4％，堇青石8％，高发射率材料9％。
制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料37％，普通玻璃料10％，搪瓷粉10％，三氧化二铬22％，下引粉4％，堇青石8％，高发射率材料9％混合并碾碎，球磨3小时；2)、滤出磨球，静置66分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在185℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配750毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀。
将配制好待用的釉料浆料经三道涂敷于以Cr25Ni80为材质的金属基体上并阴干后，釉料层的厚度为0.20毫米。
实施例5将下述的釉料浆料涂于以Cr25Ni35为材质的金属基体上。
釉料按下列组分及重量百分比组成鳞片玻璃料42％，普通玻璃料10％，搪瓷粉11％，三氧化二铬20％，下引粉3％，堇青石7％，高发射率材料7％。
制备高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料42％，普通玻璃料10％，搪瓷粉11％，三氧化二铬20％，下引粉3％，堇青石7％，高发射率材料7％混合并碾碎，球磨2.5小时；2)、滤出磨球，静置70分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在70℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配800毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀。
将配制好待用的釉料浆料经三道涂敷于以Cr25Ni80为材质的金属基体上并阴干后，釉料层的厚度为0.212毫米。
由于本发明不含有毒金属元素铍，故还可广泛应用于民用品。
上述实例以Cr25Ni35、Cr20Ni80为基材，经检测其结果
权利要求
1.高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，其主要成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料8～43％、普通玻璃料10～17％、搪瓷粉10～17％、三氧化二铬20～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～15％。
2.根据权利要求1所述的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，其特征在于成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料12～33％、普通玻璃料13～16％、搪瓷粉13～16％、三氧化二铬23～28％、下引粉4～6％、堇青石7～10％、高发射率材料7～13％。
3.根据权利要求1所述的一种高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，其特征在于成分含量及重量百分比为鳞片玻璃料15～23％、普通玻璃料13～16％、搪瓷粉13～16％、三氧化二铬23～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～10％。
4.根据权利要求1所述的一种高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，其特征在于高发射率材料由的重量百分比为三氧化二铁30％、二氧化锰40％，三氧化二钴10％、氧化铜10％、二氧化铈10％混合后在1260～1300℃条件下烧结1小时而制成。
5.制备权利要求1所述的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其依次包括如下步骤1)、将上述的鳞片玻璃料8～43％、普通玻璃料10～17％、搪瓷粉10～17％、三氧化二铬20～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～15％的物质混合并碾碎，球磨2.0～3.0小时；2)、滤出磨球，静置45～70分钟，并除去球磨液；3)、将球磨湿料在130～200℃温度条件下烘干；4)、碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；5)、配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤骨粉配600～800毫升的高温红外辐射釉料的粘结剂进行配制，并搅拌直至均匀待用。
6.根据权利要求5所述的制备权利要求1所述的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料的方法，其高温红外辐射釉料的粘结剂的组分及重量百分比为硅铬铝复合溶胶80～95％，硅树脂2～10％，硅酸钾1～10％。
全文摘要
本发明涉及一种高温红外辐射搪瓷釉料及其制备方法。其解决使用温度为850℃以下，且高红外辐射区域仅限于8～25μm远红外波段、需在专门的设备中制备等不足。解决的技术措施本发明主要成分及重量百分比为鳞片玻璃料8～43％、普通玻璃料10～17％、搪瓷粉10～17％、三氧化二铬20～28％、下引粉3～6％、堇青石7～12％、高发射率材料7～15％。制备的依次步骤将上述组分在取值范围取值混合并碾碎，球磨2～3小时；滤出磨球，静置45～70分钟，并除去球磨液；将球磨湿料在130～200℃温度条件下烘干；碾细过筛，制成280～320目骨粉，保存待用；配置釉料浆料，即骨粉与高温红外辐射釉料的粘结剂按照1公斤配600～800毫升进行配制，并搅拌直至均匀待用。
文档编号C03C8/22GK1837117SQ20061001878
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者朱小平, 蒋扬虎, 应宏, 刘萍, 陈健康, 欧阳德刚, 刘占增, 丁翠娇, 黄煊官, 赖为民, 马卫东, 张道明 申请人:武汉钢铁(集团)公司