热加工过程中,钢铁材料产生质量损耗的主要原因之一是高温氧化,这不但增加了能源消耗和生产成本,而且会破坏钢坯的表面质量。降低钢坯高温氧化烧损的方法有三种:惰性气氛法、真空法、高温涂层法。与前两种方法相比,高温涂层保护法具有操作简单、范围广、成本低等诸多优势,成为近年来研究的热点。本文综述了防氧化涂层的研究及应用现状,针对现有防氧化涂料存在的适用温度不高,防护性能有限、作用单一等不足,以钢坯在轧制前的加热为研究对象,制备出一种可以有效降低钢坯在1200℃的高温下氧化烧损的氮化硅基防氧化涂料。与目前大多数硅酸盐玻璃涂料主要利用惰性熔膜屏蔽防护机理不同,该涂层同时运用低温互熔反应、消耗反应以及高温惰性熔膜屏蔽三种防护机理,其适用温度较高,防护范围较大。根据防氧化涂层的性能要求,研究分别从涂层材料高温下的物理化学稳定性、表面张力、热膨胀系数等方面进行涂层选材,在实验室条件下,通过涂层组分探究试验以及正交试验对涂料的组分进行优化,得到本实验的最佳涂料配方为:粉料中Si3N4:50.85%、Si C:7.63%、H3BO3:6.35%、云母粉:10.17%、Al2O3:10%、Zr O2:8%、Ti O2:4%、Ca O:2%、Mg O:1%,涂料粘结剂水玻璃的加入量为粉料的5%,硅溶胶的加入量为粉料的45%,悬浮剂膨润土的添加量为粉料的4%。通过钢样氧化失重对比试验、扫描电镜形貌分析、金相分析、X射线衍射分析等方法研究了涂层高温下的防护性能以及防护机理,结果表明:（1）在1200℃下保温1h后,Si3N4基防氧化涂层可使钢样的氧化烧损量降低48%,且随着加热时间的延长,涂覆钢样的氧化失重率增加幅度较低,涂层高温下的稳定性良好;经过涂层保护后,钢样表面的平均氧化层厚度约为45μm,氧化层厚度降低了78%左右,表面块状氧化物体积明显变小,氧化层边缘较平滑,基体元素较均匀地分布,避免了成分的剧烈波动,钢样的表面质量明显改善;同时涂层具有良好的防脱碳作用,钢样表面的全脱碳层消失,仅存在少量的部分脱碳层,总体脱碳层深度明显降低。（2）通过XRD图谱分析涂层的防护机理,低温下B2O3起到互熔反应防护作用,使得涂层较早地成膜;中温下Si C起着消耗反应防护作用,消耗环境中的氧气生成Si O2保护膜,减少铁氧的接触;高温下Si3N4主要起惰性熔膜屏蔽作用,且涂层在1200℃下检测到有Si2N2O以及Mg Al2O4尖晶石物质的形成,有利于增加涂层的致密性,阻止氧气扩散进入涂层内部,提高了涂层的高温防氧化性能。