1概述

近几年，中国模具制造业的迅速发展拉动了模具钢消费，我国模具钢产量已位居世界前列。但目前我国模具钢的发展很不平衡，中低档产品供过于求，而高档模具钢近50%依靠进口，尤其是大型、精密、复杂、长寿命的模具钢缺口更大。这其中有生产工艺水平的问题，但缺乏相关技术标准的引导和规范也是制约我国高档模具钢发展的关键因素。

2012-2016年，依托我国钢铁行业标准化科研能力，由全国钢标准化技术委员会特殊钢分技术委员组织，完成了6项高档模具钢国家标准的研制，详见表1。以上6项标准中热作模具钢、冷作模具钢的3个项目已批准发布，塑料模具钢3个项目已通过委员会的专家审查并上报国家标准化管理委员会，处于批准发布阶段。这6项标准的制定体现了目前我国模具钢领域的技术和产业发展水平，完善了我国模具钢标准体系，可操作性强，具有一定的前瞻性，标准技术指标先进、合理，能够较好地规范目前我国模具钢生产，标准的整体水平达到国际先进水平。

2主要技术要点

2.1标准适用范围、牌号及化学成分

6项标准适用范围和标准中所包含的牌号见表2。

本次所制定的6项高档模具钢标准中所规定的化学成分均取消了成品钢材化学成分允许偏差的规定，即标准中规定的全部为成品成分。目前只有ASTM A681取消了成品钢材化学成分允许偏差的规定，其他国家/组织标准，如BS4659、NF A35-590、DIN17350、ISO4957、JIS G4404等，均规定了成品钢材化学成分允许偏差。取消成品钢材化学成分允许偏差，在成分范围上进一步缩窄，有利于提高产品内在质量。

2.2尺寸、外形

塑料模具钢及冷作模具钢标准中所涉及的热轧、锻制圆钢、方钢、扁钢及机加工钢材的尺寸、外形要求均执行GB/T1299-2014《工模具钢》的相关规定，钢板、冷拉钢棒、银亮条钢分别执行GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 905《冷拉圆钢、方钢、六角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》、GB/T 3207《银亮钢》的规定。

热作模具钢所涉及的锻制圆钢、方钢未执行GB/T1299-2014规定，主要考虑GB/T1299-2014中锻制圆钢、方钢的尺寸外形执行GB/T908-2008《锻制钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差》中的规定，而GB/T908-2008中锻制圆钢、方钢的尺寸允许偏差由正偏差和负偏差组成。而在实际订货中，用户绝大多数情况下希望冶金厂尺寸允许偏差只允许正偏差。因此本次标准为充分体现用户的这一需求，标准中锻制圆钢、方钢的尺寸允许偏差全部为只允许正偏差，锻制扁钢的厚度允许偏差与GB/T1299-2014的规定一致，宽度允许偏差进行了加严控制。

2.3冶炼方法和交货状态

6项标准中所规定的常用冶炼方法和一般交货状态见表3。在规定常用冶炼方法的同时，标准还规定了可以采用能满足标准要求的其他冶炼方法。

2.4交货硬度

6项标准均对钢材的交货硬度作出了明确规定，所规定的硬度值与通用标准GB/T1299-2014的规定一致。

2.5低倍组织

塑料模具钢和冷作模具钢低倍组织的规定执行GB/T1299-2014中最严格（1组）的规定。热作模具钢低倍组织在GB/T1299-2014 中1组的基础上进行了加严规定。

2.6非金属夹杂物

非金属夹杂物的合格级别是体现产品质量的关键指标，本次制定的6项标准中非金属夹杂物的合格级别参考了GB/T1299-2014中最高等级规定，除《塑料模具钢 第1部分：非合金钢》与GB/T1299-2014中最高等级规定一致外，其他5项标准均在最高等级基础上进行了加严规定，特别是《热作模具钢 第1部分：压铸模具用钢》标准与北美压铸协会NADCA#207-2016标准规定一致，体现了产品质量的高档次。

2.7脱碳层

《塑料模具钢 第3部分：耐腐蚀钢》与GB/T1299-2014规定一致。热作模具钢及冷作模具钢标准中脱碳层的规定执行了GB/T1299-2014中最高等级（1组）的规定。

2.8显微组织

《热作模具钢 第1部分：压铸模具用钢》要求检验钢材的带状组织和退火显微组织，检验标准和合格级别由供需双方协商确定。《冷作模具钢 第1部分：高韧性高耐磨性钢》对于共晶碳化物不均匀度要求与GB/T1299-2014相比加严了各规格区间的碳化物不均匀度级别，并明确了扁钢的不均匀度要求。

2.9超声检测

塑料模具钢及冷作模具钢标准对于超声检测的规定参照了GB/T1299-2014的规定，合格级别基本采用了最高等级（1组）的规定。热作模具钢标准超声检测合格级别严于GB/T1299-2014最高等级（1组）的规定

2.10表面质量

6项标准中表面质量参照了GB/T1299-2014的规定，对不同产品做出了明确要求。

本文摘选自本报2017年第46期B01部分内容，若要详细了解更多相关行业和技术信息，请关注本报纸质报纸每期A版和B版内容，或者登陆本报手机APP客户端，或者本报网站新址：http://www.worldmetals.com.cn/电子报阅读全文。转载请注明出处。

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摘要:选择进口空心玻璃微珠研制了一种薄层反光隔热效果优良、耐沾污性和耐候性良好的隔热反射涂料，采用美军军标对其性能进行了评价并与普通聚氨酯涂料进行了比较，表明其效果明显。

关键词:油罐专用隔热反射涂料  美军军标  空心玻璃微珠  聚氨酯涂料样板

    前言

    露天环境下，地面油罐由于阳光曝晒，导致其表面和内部温度快速升高，其中大部分热量集中于油界面表层，加快了油品的蒸发，造成“呼吸”损耗。随着国民经济和现代科学技术的发展，节能和环保受到了人们越来越多的关注。目前常用的隔热方法有采用隔热层、金属镀膜和水喷淋降温。以玻璃棉、泡沫塑料组成的隔热层，虽有一定的隔热效果，但是一旦热能传入内部，即使外部温度降低，热能还是困陷其中;在物体表面镀一层金属膜，其隔热效果虽然显著，但是工艺复杂，容易受到工作环境和基材的限制;为降低石油化工贮罐及管道等金属表面的温度，须经常向上面淋水降温，而喷 淋水管的内外壁易锈蚀，循环水的污垢易长藻、长霉，影响生产环境。所以，研制开发一种薄层反光隔热效果优良、耐沾污性和耐候性良好，并具有一定阻燃作用的 高效环保反射太阳热的保温材料，对节约能源、保护环境，具有重要意义。

    1试验部分

    1.1试验材料

    BS962-60（三木）;分散润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂（毕克）；金红石型钛白粉（龙蟒）;玻璃微珠（进口）;聚氨酯脱水剂;N-3390（德国）。

    1.2仪器设备

    小型告诉分散机;Brookfield黏度计;电子天平;红外线测温仪等。

    1.3隔热涂料的制备

    按表1、表2配方称取各种物料。

    A组分:在搅拌下依次加入1、2、3、4、5计量入罐高速搅拌6min，低速搅拌计量加入7、8，高速搅拌20min，研磨至细度合格，用9调漆，在低速搅拌下加入5，避免过高的转速破坏玻璃微珠的空心结构，使其失去隔热反射能力，最后用10调整黏度，检验合格后过滤、灌装。

    B组分:将所有原料计量入罐，搅拌分散均匀，检验合格后过滤、灌装。

表1 白色隔热反射面漆A组分

    1.4样板制备

    按配比mA∶mB=4∶1将两组分混合均匀后，熟化0.5h，将所制得的反射隔热涂料喷涂在涂有底漆、中涂层的马口铁样板上（双组分环氧底漆二道60～80μm→改性环氧中涂一道30～50μm→隔热反射面漆三道80～100μm），48h自然干燥。

    1.5性能测试

    由于我国目前隔热反射涂料尚处于研发阶段，本试验参照美军军标中所规定的检测方法(见图1)。

图1 测温装置示意图

    测定步骤如下:将2块喷涂聚氨酯黑漆的样板平放在泡沫上，两块样板相距5cm，位于灯泡的下方（由于隔热涂料主要是将日光中的红外光反射，因此试验选用红外灯泡）。将2块样板在30min内达到平衡温度87.8℃。温度达到平衡后，换上待测定的自制隔热涂料（白色）样板，聚氨酯白漆样板，进行隔热效果比较。15min后温度重新达到平衡后，记录样板温度。将该数值与美军军标所规定的温度－反射率对应值相比较，美军军标所确定的样板温度－反射率对应值为:反射率(%)/样板温度(℃):50/67.8，75/61.1

    2结果与讨论

    2.1隔热反射效果对比

    为了考察所制隔热反射涂料的隔热效果，将它与普通聚氨酯白漆进行了比较，其结果见表3。

表3 自制隔热反射涂料与普通聚氨酯涂料的隔热效果比较

由表3可看出，该隔热涂料在15min内可达到28℃以上的降温，比普通聚氨酯涂料有更加优越的隔热反射功能，而且经过长时间的照射也能有效地隔热，样板温度持续稳定未上升，隔热效果明显。

    2.2基料的选择

    油罐用隔热反射涂料主要由基料、功能性助剂和溶剂组成。基料是涂膜最主要 的组成部分。基料的主要作用是将涂料中的其他成分黏结成一整体，当涂料固化后，附着在基材表面形成均匀、连续、坚韧的保护膜层。它对涂料的黏结强度、干 性、耐水性和耐化学性、附着力起决定性作用。材料反射太阳光的强弱主要用物质的折光指数来表征，合成树脂的折光指数为1.45～1.50，这意味着选择不同的基料对涂层的太阳热反射效果不会有显著的影响。因此制备耐候性要求较高的油罐用隔热反射涂料时一般选择透明度高、不含吸热基团、对可见光和近红外光吸收较少的双组分丙烯酸树脂。

    2.3颜填涂的选择

    入射在涂层上的太阳辐射被吸收、透射或反射。由于存在颜填料，隔热涂料一般不透明，其透射率近似为0，因此通过提高涂层的反射率使涂层表面对能量的吸收较少，可以使得涂层温度上升的幅度降低。涂料中的颜填料主要以散射为主，颜填料的折射率越大，其散射太阳光的能力越强。一些颜填料的折射率如表4。

表4 几种典型颜填料的折射率数据

    由表4可看出钛白粉的折射率较大，而且白色对光线产生散射作用最强，因此隔热反射涂料以白色为主。

    2.4玻璃微珠对涂料反射隔热性能的影响

    据文献报道，采用“空心微珠”等功能性填料形成高效太阳热反射涂膜，具有很好的降温隔热作用。在隔热涂料中添加适当量的空心玻璃微珠，主要利用它的空气层，产生良好的隔热效果。空心微珠填料对近红外光的反射率远远高于普通填料。通过试验发现，普通填料的反射比只有约0.28，而玻璃微珠与陶瓷微珠的反射比接近，达到0.9，陶瓷微珠略高于玻璃微珠，但玻璃微珠的贮存稳定性较好。所以，使用玻璃微珠是合适的选择。

    3结语

    本工作以丙烯酸聚氨酯为基料，并加入钛白粉、空心玻璃微珠、助剂制成的隔热涂料，具有生产工艺简单和施工方便的优点。自制的隔热涂料能保持较长时间隔热效果，已被延庆石油集团等单位的贮罐所广泛使用，具有较好的经济效益和社会效益，有广阔的市场前景。