Способ подготовки поверхности стали перед эмалированием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 23 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ А ВТОРСКОМУ С 7503/22-0204,8504.87. Бюл. У 16титут газа АН УССательский институрной металлургиитрубный завод им,й Украины(21) 38 (22) 22 (46) 30 (71) Ин исследо Научновтоматиции ч Новомо 50-лети ковски Советс В.В. Азик Н, Г, Андреева ошапка, А.Н.Ф валенко, А.И. Бе Харченко (088.8) Б Е Ч Б А теев и Л.И (53) 666.2 (56) Шейдл икаескии В,В Подготовка поверх (54) СПОСОБ ПОДГО СТАЛИ ПЕРЕД ЭМАЛИ (57) Изобретение товке поверхности ности сталТОВКИ ПОВЕРОВАНИЕМ тносится к подг стали перед ости к термо в контролиру зобретения - пления эмали мали рованием, в част ческой обработке атмосфере. Цель ние прочности сц таллом и предупр Изделия из стали м мойповыш м мали ждение сколо 08 КП, 08 ПС с жир ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ выми загрязнениями помещают в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере (А) типа ПСдо 495 С. После обезжиривания изделия подают в зону восстановления и обезуглероживания в А экзогаза типа ПСи нагреовают до 810 С в течение 5 мин, Затем изделия подают в зону охлаждения доо400 С, где в осушенной до точки росы 32 С А ПСпроисходит образования тонкой окисной пленки на поверхности. Дальнейшее охлаждение происходит в зоне, где в А экзогаза для обогащения подают природный газ 0,5-2,5 об,Еотемпература в зоне 650 С (температура точки росы 23 С). Здесь происхоодит осаждение аморфного углерода (сажи) на поверхность металла. После этой операции заготовки окончательно охлаждают до 80-125 С, Обработка в атмосфере ПС, обогащенной природным газом, позволяет повысить прочность сцепления эмали с металлом и предотврагить появление дефектов на эмалевом покрытии. 1 табл.Изобретение относится к подготовке поверхности стали перед эмалированнем, в частности к термогазохимической обработке в контролируемой атмосфере.Цель изобретения - повышение прочности сцепления эмали с металлом и 51015 редупрежцение сколов эмали.В качестве образцов заготовок используют пластины размером 120 х х 60 мм иэ листовой стали толщиной 0,8 и 1,2 мм, а также отштампованные заготовки-кружки емкостью 0,4 л. При этом все образцы изготавливают из склонной к наводораживанию стали. В качестве контролируемой защитной атмосферы применяют атмосферу типа ПС(состав, об %: СО = 5,8-6,2; СО = 8,8-10,0; Н = 12,0-15,5;остальное), Влажность защитной атмосферы определяют по температуре точки росы газов, которая регулируется температурой подаваемой в скруббер воды, через который пропускают атмосферу перед подачей ее в печь, Температуру пооперационной обработки заготовок определяют по показаниям термопары, горячий спай которой зачеканивают в контрольный образец. Время обработки контролируют секундомером,П р и м е р(по прототипу).Операцию обезжиривания, восстановления окисной пленки, обезуглероживания, поверхностного окисления и охлаждения изделий осуществляют в печи при следующих параметрах режима термохимической обработки. Регулируемую газовую среду типа ПСподают для всех операций одинакового состава и температуры. Она содержит следующее соотношение компонентов, об.%: СО = 6,2; СО = 9,0; Н = 14,7; Н О = 4,2; Б остальное.1 20 25 3540 шины45 Затем заготовки подают в зону охИзделия из стали 08 КП с жировыми загрязнениями подвергают в течение 7 мин термохимическому обезжириванию при нагреве до 450 С, затем подают возону отжига печи, где в процессе нагрева до 880 С и выдержки в течениео10 мин происходит восстановление окислов и обезуглероживание стали. Затем из зоны нагрева и выдержки печи изделия подают в холодильник печи где их температура постепенно поФонижается до 180 С. В процессе охлаждения заготовок осуществляется поверхностное окисление стали. На обработанные по известному способу изделия наносят шликер грунтовой эмали ЭСР, ЭСР, ЭСР. Затем покрыатие сушат при 100 и обжигают прио880 С в течение 2,5 мин,Толщина обожженного грунтового слоя составляет 140 мкм. В качестве покровной эмали взята титановая эмаль ЭСПГОСТ 2440-80. Величину сцеп - ления эмалевого покрытия с металлом определяют на приборе относительно величины поверхности обнажившейся стали. Наличие дефектов покрытия (прогары, сколы, "рыбья чешуя" и др,) определяют визуально. Основные параметры известного способа приведены в таблице. П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Изделия из стали 08 КП с жировыми загрязнениями на поверхности подают на конвейере в печь в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере типа ПСв течение 0,82 мин до 495 С. При этом изделия практически полностью обезжириваются. Обезжиренные изделия подают в зону восстановления и обезуглероживания, где в среде экзогаза типа ПС(состав, об %: СО = 6,0; СО = 8,2; Н = 12,8; НО = 4,2; 11 остальное)о в течение 5 мин при нагреве до 810 С происходит окончательное обезжиривание, восстановление имевшихся на исходном металле окислов железа и обезуглероживание поверхностных слоевстали.Затем заготовки подают в зонуокисления холодильника печи, где восушенной до температуры точки росы32 С атмосфере ПСна поверхностиозаготовок в процессе их охлажденияот 810 до 400 С формируется тонкая пленка окислов железа заданной толлаждения, где на поверхности металла происходит осаждение аморфного углерода (сажи) в количестве 0,0015- 0,2 мг/см из обогащенной природным газом (0,5% П,Г,) и нагретой до 650 С атмосферы ПС(температура точкиоросы атмосферы 23 С), Выделение сажи на поверхности в количестве более О, мг/см (примеры 5, 8, 15) вызы 2вает дефекты эмалевого покрытия. После этой операции заготовки в атмосфере ПС, увлажненной до температурыоточки росы 32 С, окончательно охлаждают до температуры выдачи 80 С, 13069Обработанные таким способом заготовки эмалируют, отжигают и проверяют качество покрытия аначогично методике, указанной в прототипе. Параметры и результаты осуществления спо соба приведены в таблице. П р и м е р ы с 3 по 29, Приемыподготовки поверхности стальных изделий к эмалированию и их эмалирование грунтовыми и покровными эмалямипо примерам 3-29 аналогичны примеру 2,Основные технологические параметры обработки заготовок в этих примерах изменяют в следующих пределах:температура термогазохимической обраоботки 80-880 С; температура точки росы контролируемой атмосферы 18-45 С;температура нагрева контролируемой 20оатмосферы 20-650 С, присадка природного газа к атмосфере в зоне осаждения углерода 0,3-2,8 об.7, конечнаятемпература обработки (тем ератураОвыдачи заготовок из печи) 80-125 С.Показатели параметров термогазохимической обработки и качества поверхности после эмалирования приведеныв таблице.Как показывают результаты проведенных исследований, изменение углеродного потенциала атмосферы ПС за счет уменьшения подачи (присадки)природного газа ниже 0,57 (примеры 3, .23), равно как и увеличение выше 2,5735(примеры 5, 8, 15) вызывают появлениедефектов эмалевого покрытия. Этотфакт объясняется в нервом случае пониженным, а во втором - повышеннымсажевыделением на поверхности заго- фтовки,Снижение температуры, подаваемойв зону охлаждения контролируемой атмосферы ПС, влияет на конечное качество покрытия подобно снижению углеродного потенциала (примеры 18-20)атмосферы. При одновременном сниженииуглеродного потенциала и температуры 77 4контролируемой атмосферы качество эмалевого покрытия неудовлетворительное (пример 23). Все это объясняется недостаточным сажеосаждением на поверхности заготовки. Величина конечо ной температуры обработки 80-125 С не оказывает влияния на качество поверхности,Использование пудрового способананесения эмали на поверхность сталинесколько повышает прочность сцепления эмали с подложкой, но не устраняет образование дефектов, если недостаточно (пример 13) или избыточно(пример 15) сажеосаждение на поверхности заготовки.Как показывают результаты испытаний, прочность сцепления эмалевогопокрытия со сталью и его качество надеталях, прошедших перед эмалированием термогазохимическую обработкупо предлагаемому способу, значительно повышаются,В результате подготовки металлических изделий предлагаемым способомулучшается качество поверхности металла и за счет оптимизации процессоввзаимодействия подложки с расплавомэмали при обжиге покрытия обеспечивается образование высококачественногоэмалевого покрытия без дефектов. Формула изобретения1Способ подготовки поверхности стали перед эмалированием, включающий обезжиривающий отжиг в экзогазовой атмосфере, обезуглероживающий отжиг при 500 - 850 С, окисление металла в процессе охлаждения до 400 С и окончательное охлаждение, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности сцепления эмали с металлом и предупреждения сколов эмали, после окисления на поверхность металла подают подогретый до 500 о650 С экзогаз, обогащенный на 0,5- 2,5 об.Е природным газом.130 б 977 Нарви стали 1 беэугпеоокиваяхкий нагревт и выдеряка пп Обезвиривакеий отяиг Время обработки,мин Время обработки,мин Конечная темВремя обработки,мин пература обработа кя, С ОВКП30 (прототип) 680 10 880 400 2,0 32 0,82 32 810 400 815 810 1,5 390 3 815 0,8 31 н480 0,81 31 400 31 20 800 1,5 18 400 С 5 а 5 750 400 10 СО 40 35 2 20 20 1,О 780 35 395 35 14 15 а495 26 750 0,9 35 400 1,0 17а а и н 395 22 880 10 36 36 1,5 850 710 600 Температура обработки, С 2 ОВКП 495 я и3 к Н4 6 ОВПС 495 В 480 9 06 КТ С 90 13 500 18 я а 19 ню 20 Н я 2 ОВПС 495 22 ОВКП 450 а 23 500Температура точки росырегулируемой атмосферы, С Температура обработки,аС Температура точки росырегулируемой атмосферы,а 1,Сравиителвные характеристики Операции термогазохимической Поверхностная оксидапня Температура точки 17 осы регулируемой атмосферыу С1306977 известного и преллагаеиого способов обработки аллеОкл ине и осакдеине углерода аюс Ср ст 5 Влнкар,0яки ПС 10,5 Л.Г,ЛС+1,8 П,Г.ПС Ю,ВП,Г,ПС Ю,4 П.Г.ПС Ю,4 П.Г,80 Иа ет л 5 и 64 4 к 0 е Составитель В. Олеиниче Техред Л.Олейник К ор И. Эрдейи едактор И. Ка аз 1 б 01/ 937 Пнного комитета ССтений и открытий писно Тираж ИИПИ Государств по делам изобр 5, Москва, Ж