Композиция для защиты сталей от окисления

763400 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) инс урно О С) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 821508, кл. С 21 О 1/70, 1979,Авторское свидет льство СССРМ 1491825, кл. С 03 С 8/14, 1987,Изобретение относится к области термической обработки сталей, в частности,низколегированных, и может быть использовано в машиностроительной, металлообрабатывающей и других отрасляхпромышленности,Известно покрытие, применяемое длязащиты никеля и его сплавов от окисленияпри высокотемпературном нагреве, содержащее нефелиновый концентрат, датолитовый концентрат, жидкое стекло и воду (СМА, С. СССР М 983146, кл, С 21 О 1/68, Б, И.Ъ 4 1983), при следующем соотношениикомпонентов, мас,%:нефелиновыйконцентрат 24,5 - 50,5датолитовыйконцентрат 21,5 - 38,5жидкое стекло 9,3 - 12,3вода остальноеНедостатком этого покрытия являетсяего способность к защите металла в течениевесьма непродолжительного времени (1 55 С 03 С 8/14, С 21 О 1/7(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЕЙ ОТ ОКИСЛЕНИЯ(57) Сущность изобретения: композиция для защиты сталей от окисления содержит в мас.%: фритта ЭСП" 3,3 - 5,5, жидкое стекло 23,9 - 33,2, глинозем технический 14 - 44,1, песок 25,9 - 46,4,глина огнеупорная 0,9 - 2,8. Характеристика покрытия: температурный интервал защитного действия до 1100 С, время защитного действия 2 ч. Самоотслаивания покрытия после термообработки и охлаждения не наблюдается, при ударе покрытие не скалывается,час), Известно также покрытие, применяемое для защиты металлов от окисления принагреве, содержащее огнеупорную глину,вермикулит, шамот, хлористый цинк и воду(СМ А, С. СССР Гч. 821508, кл, С 21 О 1/70,Б. И, М 14 1981), при следующем соотношении компонентов, мас,%;Слогнеупорнаяглина 18,0 - 24,0 Одвермикулит 24,0 - 32,0 Ффшамот 18,0 - 24,0хлористый цинк 1,0 - 2,0вода остальное.Недостатком этого покрытия являетсянеобходимость механического воздействиядля удаления покрытия с поверхности металла по окончании процесса термообработки,Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является покрытие, содержащее фритту, ТСгВ 2,горючий сланец и жидкое стекло (СМ А, С.СССР М 1491825, кл. С 03 С 8/14, Б. И, Мг 101989) при следующем их соотношении,мас.%:фритта 75,0 - 82,7ТСгВ 2 1,5 - 3,5горючий сланец 0,8 - 1,5жидкое стекло остальное,причем фритта содержит следующиекомпоненты, мас,%:АОз 1,0 - 1,5Ма 20 9,0 - 10,0В 20 з 16,0 - 18,0Р 205 2,0 - 3,0К 20 2,5 - 3,0Т 102 17,0 - 20,01,5 - 3,0МазА 5 10,0 - 12,002 остальное.Недостатками этого покрытия являются:1) неспособность покрытия к защитесталей при температурах, превышающих1060 - 1070 С;2) недостаточная длительность сохранения покрытием своих защитных свойств (1час) при максимальной темйературе,Целью данного изобретения являетсярасширение температурного интервала ипродолжительности защитного действияпокрытия.Поставленная цель достигается тем, чтопредлагаемая композиция для защиты сталей от окисления при нагреве содержитфритту эмали ЭСП, ГОСТ 24405-80,жидкое стекло, глинозем технический, песок и глину огнеупорную при следующемсоотношении компонентов, мас,%:фритта эмалиЭСП3,3 - 5,5жидкое стекло 23,9 - 33,2глинозем технический 14,0 - 44,1песок 25,9 - 46,4глина огнеупорная 0,9 - 2,8.Отличие данного изобретения состоит вкомплексном введении в покрытие двух тугоплавких компонентов (глинозем технический и песок), позволяющих увеличить какмаксимальную рабочую температуру использования предлагаемого покрытия, так ипродолжительность защитного действияпри этой температуре.Жидкое стекло, образуя при сушке газонепроницаемую пленку, позволяет осуществить защиту металла, начиная уже скомнатных температур, Фритта эмали ЭСП 210"., размягчаясь при 500 - 600 С, способствует сохранению слоя, препятствующегопроникновению кислорода при этих температурах и выше, Далее, наличие огнеупорных компонентов (глинозем технический,песок) в покрытии обуславливает снижение коэффициента диффузии кислорода при высоких температурах (950 - 1100 С). Следовательно, предлагаемое покрытие позволяетобеспечить защиту стали от окисления в до 5 вольно широком интервале температур (начиная с комнатных и до 1100 С).Кроме того, большое количество тугоплавких компонентов предотвращает взаимодействие легкоплавких компонентов10 покрытия с металлом, и, как следствие, образование прочного сцепления между ними, что обуславливает полное самоскалывание покрытия после термообработки,Пример 115 Для приготовления покрытия исходныекомпоненты, за исключением жидкого стекла, раздельно размалывали в шаровой мельнице до прохода через сито 3600 отв/см,2В качестве фритты использовали стан 20 дартную фритту эмали ЭСПГОСТ24405-80 следующего состава, мас,%: Я 02- 54,2; А 120 з - 7,5; В 20 з - 16,0; МагО - 19,0;СаО - 3,3; Р, сверх 100% - 7,0,К компонентам, отвешенным в соответ 25 ствии с указанным составом, добавляли воду в количестве, необходимом длянанесения покрытия пульверизацией. Покрытие наносили на холодную обезжиренную поверхность заготовок стали, например30 15 Х 2 НМФА, и высушивали при температуре20 - 24 С, Толщина покрытия составила 0,3- 0,5 мм. Образцы с нанесенным покрытиемзагружали в печь типа СНОЛ.62, 5.1/11 ИИ 4.2 и нагревали со скоростью 70 -35 100 С/ч до достижения 1100 С, после чеготемпературу в печи стабилизировали и образцы выдерживали в течение 2 часов, затем образцы извлекали и охлаждали навоздухе, Для испытания была взята компо 40 зиция. покрытия следующего состава,мас %фритта эмалиЭ СП8,2жидкое стекло 35,745 глинозем технический 2,8песок 53,1глина огнеупорная 0,2.Самоотслаивание покрытия после термообработки и охлаждения не наблюда 50 лось, при ударе покрытие также нескалы вается,Пример 2.Покрытие имело следующий состав,мас.%:55 . фритта эмалиЭСП5,5жидкое стекло 33,2глинозем технический 14,0песок 46,4глина огнеупорная / 0,9.Подготовка компонентов составов, нанесение их на образцы стали и термообработка осуществлялась аналогично примеру 1.При охлаждении покрытия наблюдалось 100 осамоотслаивание покрытия, поверхностная оксидная пленка не более 0,05мм, поверхность металла ровная, матовая,Пример 3.Была приготовлена композиция покрытия следующего состава, мас,о :фритта эмалиЭ СП4,8жидкое стекло 28,9глинозем технический 27,3песок 37,3глина огнеупорная 1,7,Подготовка составов, нанесение и термообработка осуществлялись по схеме, описанной в примере 1.При охлаждении наблюдалось 100 осамоотслаивание покрытия, поверхность металла светлая, ровная, оксидной пленкипрактически нет.Пример 4Для испытания использовалась композиция покрытия сгедующего состава,масс, о :фритта эмалиЭ СПС 3,3жидкое стекло 23,9глинозем технический 44,1песок 25,9глина огнеупорная 2,8,Приготовление покрытия, его нанесение и термообработка осуществлялись посхеме, описанной в примере 1,При охлаждении покрытия наблюдалось его 100 осамоотслаивание, поверхность стали светло-серая, ровная, матовая,толщина оксидной пленки не более 0,05 мм,Пример 5,Было приготовлено покрытие следующего состава, масс. О :фритта эмалиЭСП1,5жидкое стекло 13,4глинозем технический 66,0песок 14,9глина огнеупорная 4;2,Подготовка состава покрытия, нанесение и термообработка осуществлялись согласно схеме в примере 1.При охлаждении наблюдалось самоотслаивание покрытия на 80 оплощади образца, поверхность стали была темная,неоднородная. Пример 6,Для испытания по прототипу использовалась композиция покрытия следующегосостава, масс.%:5 фритта 78,8Т 1 СгВ 2 2,5горючий сланец 1,2жидкое стекло 17,5причем фритта была сварена следующе 10 го состава, масс,% ,А 1 гОз - 1,25; МарО - 9,5;В 20 з - 17,0; Р 205 - 2,5; К 20 - 2,7; Т 02 - 18,5;М 90 - 2,25; МазА 1 Рв - 11,0; 3102 - 35,3,Подготовка компонентов, нанесениепокрытия и термообработка осуществля 15 лись аналогично примеру 1.При охлаждении образца самоотслаивание покрытия наблюдалось на 60 оплощади образца, поверхность образца былатемная, матовая, толщина оксидной пленки20 составляла около 0,3 мм.Из выше описанного видно, что для покрытий в примерах 2, 3, 4 самоотслаиваниесоставляет 100 о , При содержании в составепокрытия компонентов вне пределов, пред 25 лагаемых настоящим изобретением (составы покрытий в примерах 1, 5) либосамоотслаивание покрытия не наблюдается, либо под покрытием образуется заметная оксидная пленка толщиной до 0,2 мм.30 Таким образом, предлагаемый в заявкесостав покрытия обеспечивает 100 осамоудаление покрытия после термообработкивместе с достаточной защитой поверхностиметалла от окисления в течение 2 часов при35 температуре 1100 С, в то время как составпокрытия по прототипу (А, С, М 1491825)обеспечивает лишь 60 осамоотслаиваниепокрытия наряду с худшей защитой металлапри том же режиме термообработки,40Формула изобретенияКомпозиция для защиты сталей от окисления, включающая силикатную фритту ижидкое стекло, о т л и ч а ю щ а я с я тем,45 что, с целью расширения температурногоинтервала и продолжительности защитногодействия, оно в качестве силикатной фриттысодержит фритту ЭСПи дополнительно технический глинозем, песок и огнеупор 50 ную глину при следующем соотношениикомпонентов, мас. О :фриттаЭСП3,3 - 5,5;жидкое стекло 23,9 - 33,2;55 технический глинозем 14,0 - 44,1;песок 25,9 - 46,4;огнеупорная глина 0,9 - 2,8.