发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能有有效防止渗氮炉内壁过度氮化，且结构更加稳定的气体渗氮炉炉壁长效保护涂料及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的，本发明提供了一种气体渗氮炉炉壁长效保护涂料，包括粘合剂、二氧化硅、硼酐、氧化钙、氧化铜和钾盐。

以上技术方案中，粘合剂、二氧化硅、硼酐、氧化钙、氧化铜和钾盐在渗氮炉内经过高温处理后会反应形成玻璃态的保护层，二氧化硅和硼酐、氧化钙、氧化铜和钾盐等在高温后生成对应的硅酸盐，其中硅酸钾、硅酸钠、硅酸钙、硅酸铜、硼硅玻璃等都是玻璃的组成成分，其中含有硅酸钾的属于钾玻璃，其相对来说具有耐高温、硬度高和耐化学腐蚀的功能，应用在渗氮炉内能够有效起到支撑作用，同时面对高温腐蚀性气体时，能够隔绝气体，避免气体直接对炉壁进行腐蚀，而硼硅玻璃具有良好的耐瞬间温差功效，在接近200℃的瞬间温差的作用下依然能够保持玻璃的结构完整。

金属在高温下容易氧化，尤其是复杂的化学气氛容易使金属材料的性质发生变化，影响材料的使用性能，常规技术中，对金属材料的表面防护方法是，使用各种保护涂层，但是金属保护涂层一般不耐高温，而耐高温的涂层又会因为加热炉频繁加热和冷却使涂层的粘接剂老化，且伴随着不同材料之间的膨胀系数不同，涂层与金属材料之间容易发生错位，从而使防护涂层开裂、剥落而不能长期使用，以上技术方案采用玻璃态的防护涂层，利用玻璃态物质在高温下变为熔融态所具有的粘滞性的特点，克服了热胀冷缩问题，从而使涂料长久保持完整保护状态。

在以上技术方案的基础上，优选的，按重量份数为100％计算，包括粘合剂15-35％、二氧化硅30-40％、硼酐20-35％、氧化钙5-10％、氧化铜2-5％和钾盐2-4％。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述粘合剂为硅酸钠，即水玻璃，在加入水后可形成良好的粘合剂。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述钾盐为氟硼酸钾和碳酸钾中的一种或两种的组合。

更进一步优选的，还包括防渗剂，所述防渗剂的用量为粘合剂、二氧化硅、硼酐、氧化钙、氧化铜和钾盐用量总和的1-3倍。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述防渗剂为氧化铝、碳化硅和锡中的一种或几种的混合物。

本发明还提供一种气体渗氮炉炉壁长效保护涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按配比混合硅酸钠、二氧化硅、硼酐、氧化钙、氧化铜、钾盐和防渗剂，加入溶剂混合搅拌均匀后得到混合浆料；

步骤二、将混合浆料喷涂或者刷涂在渗氮炉的内壁表面，刷涂完毕，干燥既得到保护涂层。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述溶剂为水。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，喷涂或刷涂的厚度为0.3-0.7mm。

本发明的气体渗氮炉炉壁长效保护涂料及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明采用多种氧化物以及无机盐作为涂层的原料，涂覆在渗氮炉的内壁上，涂层在高温条件下会转化为玻璃态物质，从而对渗氮炉的内壁进行隔绝，避免含氮气体进入炉壁内，同时还通过在玻璃态物质中渗入包裹防渗材料，从而在含氮气氛下保护金属材料不被氮渗覆，玻璃是混合物，不具备结晶态，因此其没有固定的熔点，在温度升高的过程中会慢慢变软，本发明利用该特性，配制出具有特定软化温度范围的玻璃，有效保证了渗氮炉在加热渗覆的过程中，防护层不会开裂剥落，又能够保持表面平整的状态，同时还能够隔绝含氮气体；(2)同时涂层内含有硼酐和钾盐，钾元素能够提高玻璃态涂层的耐高温性能和化学稳定性，硼酐的加入则让玻璃态涂层的耐温差性能大幅度提高，使涂层在温差冲击下具有更好的稳定性，不会轻易开裂；

(3)本发明涂层在高温下形成玻璃态物质，其自身具有粘滞性，在与渗氮炉炉壁接触的位置即使因为热胀冷缩发生相对位置的偏移也不会开裂，因此结构稳定性更强，在经过多次渗氮处理后炉壁也不会出现过度氮化的情况，因此可以保证渗氮炉的长期连续使用。