Способ защиты металлов от окисленияпри нагреве

6823438 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 19,07,79 (21) 2799614/22-02 с присоединением заявки И -Государственный комитет СССР до делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25.04.81 А. П. Груцев, П. И. Куценко, Ю. В. Зильберг, М. М, Роцман,И. Ю. Кбробочкин, Н, С. Кирвалицзе, А. А. Сильченко,(72) Авторы изобретения Изобретение относится к защите ме,талла от окалинообразования и можетбыть использовано цля подготовки поверх-.ности металла перец нагревом поц пластическую и термическую обработку.5Известен способ подготовки поверхности металла перец нагревом, включающийнанесение слоя покрытия на основе.суспензии огнеупорной глины и его сушку 1,Однако известный способ поцготовкиповерхности металла перец нагревомвключает в себя цлительный процесс суш 1ки покрытия, состоящий из прецваритель"ного поцсушивания на воздухе при обычной температуре и окончательного высушивания при температуре ниже 100 С,Общая длительность сушки достигает 1 чи более. Кроме того, такой процесс поцготовки поверхности металла перец наг- щревом имеет низкую производительностьи незначительную эффективность защитыметалла от окалинообразования при наг"реве. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ подготовки поверхности заготовки из углеродистой стали перец нагревом, заключающийся в нанесении водной суспензии защитного покрытия на основе огнеупорной глины на холодную поверхность заготовки окунанием или распылением и сушке;покрытия сначала на воздухе в течение 0,5 - .1,5 ч, а затем в шкафу при температуре загорузки не выше 50-70 С в течение 05-10 ч 2Оцнако известный способ поцготовки поверхности металла перец нагревом имеет низкую производительность из-за малой скорости сушки слоя покрытия и низкую эффективность защиты металла от окалинообразования вслецствие того, что потери металла на окалинообразование происходят уже в процессе цлительной сушки в атмосфере воздуха при взаимодействии воды, вхоцящей в состав покрытия с поверхностью металла, Кроме того, получаемый слой покрытия имеет20 П р и м е р . Проводят поцготовку поверхности образцов перед нагревом поразличным режимам и оценивают визуально качество слоя покрытия. Затем прово 35дят нагрев образцов, поверхность которыхперед нагревом после нанесения покрытияподготавливают известным и предлагаемым способами При этом определяютэффективность защитного действия покры 40тия при нагреве,В качестве покрытия применяют водную суспензию Часов-Ярской огнеупорнойглины марки Ч. Образцы изготавливают из стали марки ст. 3 диаметром20 мм и длиной 120 мм.45Нанесение покрытия проводится на холодную поверхность образцов при 20 С, разовым окунанием.Йля получения слоя покрытия на образцах требуемой толщины О, 05; О, 1 0;0,20 и 0,30 мм готовят четыре составапокрытия, отличающихся количеством глины, вводимым в суспензию. Весовое соотношение между глиной и водой в суспензиях для получения слоя покрытия толщиной 0,05; 0,10; 0,20 и 0,30 мм составляет, соответственно, 0,35; 0,40;0,42 и 0,45 - 1,0,большую пористость, что также снижаетэффективность зашиты металла от окалинообразования при нагреве.Отличительной особенностью покрытийна основе водной суспенэии огнеупорнойглины является то, что их сушка при темотемпературе более 100 С в общем случае невозможна иза вскипания" и разрушения покрытия. Применение вместовОды других суспензируюших жидкостей 10органического происхождения, которыебыстрее высыхают и более химическиинертны к металлу, практически нецелесообразно в связи с высокой их стоимостью и. дефицитностью. Кроме того,15эти вещества, как правило, пожаро-. ивзрывоопасны, а также токсичны.Цель изобретения - повышение качества защиты покрытия и повышение производительности.Поставленная цель достигается тем,что в способе защиты металла от окисле-ния при нагреве, включающем нанесениена поверхность водной суспензии защитного покрытия на основе огнеупорнойглины, сушку производят путем нагревадо температуры выше температуры начала спекания огнеупорной глины в интервале 1100 - 1300 С в течение 2050 с,30 8 4Перед нанесением покрытйе тщательноперемешивается. Для нанесения равномерного слоя покрытия производится встрякивание и переворачивание образцов,Предварительная сушка покрытия на воэодухе проводится при 20 С,Нагрев поверхности образцов посленанесения слоя покрытия до 60 С производится в сушильном шкафу, а цо 9001300 С - в силитовой печи,Нагрева поверхности образцов с покрытием до одной и той же температуры(1100-1300 С) в течение разного времени добиваются помещением их в печьпри разной ее температуре. Например,онагрева поверхности образцов цо 1100 Сэа 20, 30, 40 и 50 с добиваются путемпомешения их в печь при температурерабочего пространства в ней; соответственно, 1260, 1200, 1170 и 1130 С,Измерение температуры поверхностиобразцов при нагреве их в печи производится непрерывно с помощью фотопирометра.После нагрева образцы охлаждают вводе с комнатной температурой, При охлаждении в воде большая часть покрытияи образовавшейся окалины легко отделяется от образцов. Очистка поверхностиобразцов от остатков покрытия и окалины производится механическим способом. Установлено, что лишь в случае быстрого нагрева поверхности заготовки сопокрытием до 1100-1300 С в течение20-50 с для всего диапазона рекомендуемых толшин слоя зашитного покрытия0,05 - 0,30 мм, удается получить наповерхности заготовки нераэрушившийсяи высушенный (спекшийся) слой защитного покрытия, Причем, в этом случае ненужно применять предварительное подсушивание покрытия на воздухе, Температура нагрева поверхности заготовки 1100 - 1300 С - выше температур начала спекания многих огнеупорных глин,например для Часов-Ярской огнеупорнойглины различных марок она составляет1030 - 1200 С,Временной интеграл нагрева поверхности заготовки с покрытием ( 20-50 с)до температуры выше температуры начала спекания огнеупорной глины ограничивается тем, что при продолжительностинагрева менее 20 с слой покрытия наименьшей рекомендуемой толщины (О,(0,05 мм) не успевает высохнуть испечься и разрушается при последуккцихоперациях: при продолжительности на р823438 1 О Составитель Р, КлыковаРедактор Г. Кацалап Техред М.Рейвес Корректор М. Шароши заказ 2006/33 Тираж 618 Подписное ЕНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Фили:я 1111,1 "Патент", г. Ужгород, уд. Проектная, 4 ва более 50 с происходит разрушение слоя покрытия за счет того, что вскипание" покрытия при любой рекомендуемой его толщине происходит раньше, чем спекание.Потери металла на окалинообразова. ние оцениваются по потере веса образцов, цля чего производится их взвешива ние до нагрева перец нанесением слоя покрытия и после нагрева и очистки поверхности образцов от остатков покрытия и окалины, Взвешивание производится на технических весах с точностью до 0,01 г.Для всех образцов определяется относительная потеря веса.Степень эффективности защитного действия покрытия определяется для всех образцов как отношение относительной потери веса образцов без покрытия к относительной потере веса образцов с покрытием.Экспериментально установлено, что при нагреве заготовок с покрытием эффективность защиты металла от окалинообразования в 1,5 раза выше при применении прецлагаемого способа поцготовки поверхности металла перец нагревом по сравнению с известным способом.Таким образом, использование предлагаемого способа подготовки поверхности заготовки из углеродистой стали перец нанагревом позволяет снизить потери металла в окалину при нагреве в 1,5 раза.Кроме того, сокращение времени пов отовки поверхности металла с покрытиемперед нагревом с 1 ч до 20-50 с позволяет примерно в 2 раза увеличить объемзаготовок, нагреваеклых с защитным покрытием,Формула изобретения Способ защиты металла от окисления ри нагреве, включающий нанесение на поверхность водной суспензии огнеупорной ,глины и сушку покрытия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты металла и повышения производительности, сушку производят путем нагрева цо температуры выше температуры начала спекания глины в интервале 1100 - 1300 С в течение 20 50 с. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Р. "Металлургия", 1970, М 7. 2, Солнцев С. С. и цр. Защитные покрытия металлов при нагреве. М 1976,с. 74.