彈簧鋼用防氧化脫碳涂料的制備與性能

以海洋用鋼軋制時的氧化為研究對象,用料漿法制得了以碳化硅和二氧化硅為主要成分的高溫抗氧化涂料。采用x射線衍射和電子探針能譜等測試方法,研究了涂層保護鋼樣在1300℃下氧化增重、氧化產(chǎn)物、截面形貌以及元素分布的特征。結(jié)果表明,該涂料對低碳合金鋼具有良好的高溫防護功能,防氧化效果達91.7%,且成本低廉,使用簡便,具有廣闊的應用前景。

研制了一種防止高速鋼在軋制加熱過程中氧化脫碳的防護涂料,本涂料綜合利用熔膜屏蔽及氧化還原保護機理,既阻斷加熱氣氛與金屬的接觸又降低涂膜附近氣氛的氧勢雙重防護,使脫碳層深度減少80%左右。該涂料成本較低,易于推廣。

分別研究了硅酸鹽防氧化脫碳涂料對45#鋼和40cr鋼熱處理時的保護效果。1100℃下保溫時間對鋼樣氧化失重率的影響實驗表明,隨著保溫時間的延長,無涂料保護的鋼樣的氧化失重率迅速增大,但有涂料保護的鋼樣其氧化失重率變化不大。鋼樣經(jīng)1100℃×2h熱處理后油淬的金相照片顯示,45#鋼的氧化脫碳程度比40cr鋼更嚴重,而有涂料保護的鋼樣其氧化脫碳作用明顯減少。經(jīng)過860℃×4h與1100℃×4h熱處理后淬火脫落的涂層其截面sem形貌顯示,涂層的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)較厚的致密層,并呈明顯的燒結(jié)狀態(tài),由能譜分析可知,它應為基體上的氧化膜或氧化膜與涂層成分的反應產(chǎn)物。初步探討了涂料的防護原理,指出涂層不能避免鋼樣氧化,而輕微氧化形成的氧化膜能與涂層成分反應形成復雜的氧化物,從而達到較好的防護效果。

本文分實驗室模擬研究的現(xiàn)場涂料試用研究兩大部份。研究了高溫下鋼坯氧化機理;硅酸鹽琺瑯涂層在1200℃下防氧化機理;涂層的實驗室模擬研究。現(xiàn)場試用表明:涂層在1200℃下,2～2.5小時可減少鋼坯在加熱爐內(nèi)氧化40～60%,全程氧化30%左右。涂層對軋制工藝、表面質(zhì)量沒有不利影響。

為解決盤條表面出現(xiàn)鐵素體全脫碳層使彈簧的疲勞極限降低50%的問題,根據(jù)盤條脫碳機制進行試驗研究,結(jié)果顯示:控制盤條中碳和硅含量,同時添加cr,b,se等元素,當爐內(nèi)氣氛中氧質(zhì)量分數(shù)小于3%時,可以減輕脫碳層厚度,這一結(jié)論在青鋼得到證實;寶鋼在試驗中得出彈簧鋼總脫碳層厚度隨加熱溫度的升高、加熱時間的延長而增加的變化規(guī)律。冷卻工藝中隨著吐絲溫度的提高和冷卻速度的降低,盤條表面脫碳層厚度增加;當涂料成分控制在w(sic)為5%～10%,w(sio2)為30%～35%,w(al2o3)為15%～25%時,可達到盤條無全脫碳層,總脫碳層厚度為0.05～0.06mm的效果。

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60Si2Mn彈簧鋼表面脫碳的研究

研究了以石英、長石、水玻璃、硼砂等為原料,并選擇合適的起橋聯(lián)作用的有機表面活性劑,通過對不同溫度段液相量的控制,得到不起皮、粘結(jié)強度大、能有效阻隔氧的侵入的優(yōu)質(zhì)防氧化涂料。并指出,施工中應在成型后每一塊含碳鋼包磚的工作面進行涂抹,保證施工質(zhì)量,可充分發(fā)揮防氧化涂料的性能,鋼包磚平均壽命可提高5次。

一種彈簧鋼的制備方法

.. ... a [常用牌號]：常用合金彈簧鋼的牌號、化學成分、熱處理、力學性能及用途。常用的合金彈簧 鋼有60si2mn、50crva、30w4cr2va等。 60si2mn鋼是應用最廣泛的合金彈簧鋼，其生產(chǎn)量約為合金彈簧鋼產(chǎn)量的80％。它的強度、淬 透性、耐回火性都比碳素彈簧鋼高，工作溫度達250℃，缺點是脫碳傾向較大，適于制造厚度小于10mm 的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋彈簧，在重型機械、鐵道車輛、汽車、拖拉機上都有廣泛的應用。 30w4cr2va是高強度的耐熱彈簧，用于500℃以下工作的 [彈簧成型方法]：對直徑或板簧厚度大于10mm的大彈簧，可在比正常淬火溫度高出50～80℃ 的溫度熱成形，對直徑或板簧厚度小于8～10mm的小彈簧，常用冷拔彈簧鋼絲冷卷成形。 [為保證彈簧具有高的強度和足夠的韌性，通50crva鋼

a [常用牌號]：常用合金彈簧鋼的牌號、化學成分、熱處理、力學性能及用途。常用的合金彈簧 鋼有60si2mn、50crva、30w4cr2va等。 60si2mn鋼是應用最廣泛的合金彈簧鋼，其生產(chǎn)量約為合金彈簧鋼產(chǎn)量的80％。它的強度、淬 透性、耐回火性都比碳素彈簧鋼高，工作溫度達250℃，缺點是脫碳傾向較大，適于制造厚度小于10mm 的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋彈簧，在重型機械、鐵道車輛、汽車、拖拉機上都有廣泛的應用。 30w4cr2va是高強度的耐熱彈簧，用于500℃以下工作的 [彈簧成型方法]：對直徑或板簧厚度大于10mm的大彈簧，可在比正常淬火溫度高出50～80℃ 的溫度熱成形，對直徑或板簧厚度小于8～10mm的小彈簧，常用冷拔彈簧鋼絲冷卷成形。 [為保證彈簧具有高的強度和足夠的韌性，通50crva鋼的力學性能與60si

settingsofmydocuments createdbywlz 1.彈簧鋼的一些資料 1.1.彈簧鋼 彈簧鋼的特點—彈簧主要在動載荷下工作，即在沖擊、振動的條件下， 或在交變應力作用下工作，利用彈性變形來吸收沖擊能量，起緩沖作用。 由于彈簧經(jīng)常承受振動和長期在應力作用下工作，主要是疲勞破壞， 故彈簧鋼必須具有高的彈性極限和高疲勞極限。此外，還應有足夠的韌性 和塑性，以防止在沖擊力作用下突然脆斷。 在工藝性論方面，彈簧鋼應具有較好的淬透性和低的過熱、脫碳敏感 性。降低彈簧表面粗糙度能提高疲勞壽命。 為了獲得所需的性能，彈簧鋼必須具有較高的含碳量。碳素彈簧鋼的 含碳量在0.6-0.9％之間，由于碳素彈簧鋼的淬透性差，故只用于制造截面 尺寸不超過10-15mm的彈簧。對于截面尺寸較大的彈簧，必須采用合金彈 簧鋼。合金彈簧鋼碳含量在0.45-0.75％之間，加入的

彈簧鋼 彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。 在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等碳素彈簧鋼即含碳量wc在0.6%-0.9%范 圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加硅含量wsi提高 性能；另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來，結(jié)合我國資源，并根據(jù)汽車、拖拉機設計新技術的要 求，研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種，延長了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質(zhì)量 性能要求 彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。 在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等碳素彈簧鋼即含碳量wc在0.6%-0.9%范 圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加硅含量wsi

介紹了制備高彈性、高耐沾污性、高耐候性的"三高"性能外墻彈性涂料的技術要點:首先是選擇高性能的彈性乳液,并設計合理的顏基比;其次是處理好延伸率與抗拉強度、延伸率與耐沾污性、抗拉強度與黏結(jié)強度等矛盾;最后是合理運用消泡體系和流變體系。

以自交聯(lián)核殼結(jié)構(gòu)彈性乳液和純丙乳液混合物為基料,合理搭配顏填料及助劑,用以提高彈性涂料的耐沾污性,使其達到高彈性和高耐沾污的效果。

以環(huán)氧樹脂、聚酰胺、改性胺、活性稀釋劑等為原料,制備了環(huán)氧厚漿涂料。討論了原料配比、催化劑用量等因素對配方性能的影響。結(jié)果表明,環(huán)氧樹脂為85g,混合固化劑為98g,活性稀釋劑為14g,催化劑為2g,涂料助劑1g時配方的性能最優(yōu)。

牌號用途舉例 60、70號火車車廂的螺旋彈簧，一般機器上的圓、方螺旋 彈簧，小型機械的彈簧。 85 鐵路車輛、汽車、拖拉機上承受震動的圓螺旋彈 簧，板簧。 65mn 用于較大尺寸的各種扁、圓彈簧，如座墊板簧、 彈簧發(fā)條、彈簧環(huán)、氣門彈簧及輕載荷汽車和小汽 車的離合器彈簧與制動彈簧等。 55si2m 汽車、拖拉機、鐵道車輛的板簧、螺旋彈簧、車 輛止回閥簧及其它高應力下工作的重要彈簧。 55si2mnb汽車前后簧、副簧。 60si2mn 和 60si2mna 汽車、拖拉機、鐵道車汽上的板簧、螺旋彈簧， 安全閥止回閥簧，制造承受交變負荷及在高應力下 工作的大型重要卷制彈簧和受據(jù)烈磨損的零件。 軸承鋼用途：導桿、滑軌、導柱、軸承軸心、機械柱等。 彈簧鋼用途：具有高度之抗疲勞性及沖擊性，一般經(jīng)油淬火回火調(diào)質(zhì)后使用，其中 碳系一般用途

研制出一種以廢舊玻璃為主要原料的高溫防氧化、脫碳涂料。實驗結(jié)果表明，該涂料工藝性能優(yōu)良、高溫下不開裂、能均勻分布在工件的表面上。淬火后涂層能從工件上剝離。在８００～１２００℃范圍內(nèi)可有效地防止工件氧化、脫碳。而且成本低，制備技術簡單。

針對一種新研制的高速鐵路彈條用鋼,研究了溫度、保溫時間以及冷卻方式對其氧化脫碳的影響,結(jié)果表明:在溫度800~1100℃范圍內(nèi),隨溫度的升高,氧化程度逐漸增大,大于1050℃急劇增大;總脫碳層增大,且速度越來越快,全脫碳層先增后減,在900℃達到最大。在保溫時間20~120min范圍內(nèi),隨時間增加,氧化層深度增加,但與溫度相比,其影響相對較小;脫碳層隨保溫時間的增加,厚度逐漸增大。在水冷、空冷、爐冷3種不同的冷速條件下,水冷的氧化脫碳最輕,空冷次之,爐冷最嚴重,即冷卻速度越大,氧化脫碳程度越輕。

采用多組元化學組分和顆粒組成的硼硅酸鹽系粉料,加入復合結(jié)合劑,研制出一種封閉溫度低、熔融溫度范圍寬及熱膨脹系數(shù)低、能與鋁碳本體形成良好的匹配、能將本體與氧氣隔絕的優(yōu)良涂料。

介紹了一種高性能建筑外墻用氟碳彈性涂料的制備方法,并對其性能進行了檢測。分別進行了乳液的選用、原材料的篩選以及對涂膜性能產(chǎn)生影響主要因素的考察,結(jié)果表明,該涂料的拉伸強度為1.7mpa、斷裂延伸率為280%,符合jg/t172—2005《建筑彈性涂料》標準的要求;同時其耐沾污性為15%、耐人工老化性為1000h,遠優(yōu)于標準要求,具備了氟碳涂料的優(yōu)良性能。

研究了不同樹脂、溶劑、導電填料和烘干溫度對導電防腐涂層性能的影響,確定了制備環(huán)氧導電防腐涂料的較佳工藝條件:改性環(huán)氧樹脂25%(質(zhì)量分數(shù),下同),固化劑5%,銀包玻璃微珠70%(銀含量30%),溶劑為正丁醇和二甲苯的混合溶液,烘干溫度60°c,烘干時間2h。由此工藝得到的環(huán)氧導電防腐涂層呈乳白色,涂膜光滑,電阻率為0.03～0.05ω·cm,附著力2級。經(jīng)過25～30d的腐蝕試驗,涂膜的電阻率變化較小。該環(huán)氧導電防腐涂料可用于電解行業(yè),以減緩酸霧對金屬導電材料的腐蝕。