Способ подготовки поверхности стали перед эмалированием

 

Изобретение относится к подготовке поверхности стали перед эмалированием , в частности к термохимической обработке в контролируемой атмосфере. Цель изобретения - повышение прочности сцепления эмали с металлом и предупреждение сколов эмали. Изделия из стали 08КП, 08ПС с жировыми загрязнениями помещают в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере (А) типа ПС-06 до 495°С. После обезжиривания изделия подают в зону восстановления и обезуглероживания в А экзогаза типа ПС-06 и нагревают до 810 С в течение 5 мин. Затем изделия подают в зону охлаждения до 400 С, где в осушенной до точки росы 32°С А ПС-06 происходит 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.% температура в зоне 650 С (температура точки росы 23°С). Здесь происходит осаждение аморфного углерода (сажи ) на поверхность металла. После этой операции заготовки окончательно охлаждают до . Обработка в атмосфере ПС-06, обогащенной природным газом, позволяет повысить прочность сцепления эмали с металлом и предотвратить появление дефектов на эмалевом покрытии. 1 табл. с (Л :о о х -si vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D 4 С 23 D 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3887503/22-02 (22) 22.04.85 (46) 30.04.87. Бюл. Ф 16 (71) Институт газа АН УССР, Научноисследовательский институт автоматизации черной металлургии и Новомосковский трубный завод им. 50-летия

Советской Украины (72) В. В. Коваленко, Н. Г. Андреева, Б.А. Азиков, А.И. Белошапка, А.Н.Фатеев и Л.И. Харченко (53) 666.293(088.8) (56) Шейдлин Б.Е., Чикаеский В.В.

Подготовка поверхности стали. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ

СТАЛИ ПЕРЕД ЭМАЛИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к подго— товке поверхности стали перед эмалированием, в частности к термохимической обработке в контролируемой атмосфере. Цель изобретения — повышение прочности сцепления эмали с металлом и предупреждение сколов эмали.

Изделия из стали OSKII, 08ПС с жировыми загрязнениями помещают в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере (А) типа ПС-06 до 495 С. После обезжиривания изделия подают в зону восстановления и обезуглероживания в А экзогаза типа ПС-06 и нагрео вают до 810 С в течение 5 мин. Затем изделия подают в зону охлаждения до о

400 С, где в осушенной до точки росы

32 С А ПС-06 происходит 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.X о температура в зоне 650 С (температуо с ра точки росы 23 С). Здесь происхо- Ж дит осаждение аморфного углерода (са- ура жи) на поверхность металла. После %Ф Ф этой операции заготовки окончательно С охлаждают до 80-125 С. Обработка в атмосфере ПС-06, обогащенной природ- ф ным газом, позволяет повысить прочность сцепления эмали с металлом и предотврагить появление дефектов на эмалевом покрытии. 1 табл.

1306977

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 нредупрежцение 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-06 (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.

Пример (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 ПС-06 подают для всех операций одинакового состава и температуры. Она содержит следующее соотношение компонентов, об. : СО = 6,2;

СО = 9 О; Н = 14 7; Н О = 4 2; N — остальное.

Изделия из стали 08КП с жировыми загрязнениями подвергают в течение

7 мин термохимическому обезжириванию при нагреве до 450 С, затем подают в о зону отжига печи, где в процессе нагрева до 880 С и выдержки в течение о

10 мин происходит восстановление окислов и обезуглероживание стали.

Затем из зоны нагрева и выдержки печи изделия подают в холодильник печи где их температура постепенно поФ о нижается до 180 С. В процессе охлаждения заготовок осуществляется поверхностное окисление стали. На обработанные по известному способу из20

30

40 шины.

45 Затем заготовки подают в зону ох50

5

15 делия наносят шликер грунтовой эмали

ЭСР-21, ЭСР-31, ЭСР-36. Затем покрыа тие сушат при l00 v.: обжигают при о

880 С в течение 2,5 мин.

Толщина обожженного грунтового слоя составляет 140 мкм. В качестве покровной эмали взята титановая эмаль

ЭСП-117 ГОСТ 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.

Пример 2 (по предлагаемому способу). Изделия из стали 08КП с жировыми загрязнениями на поверхности подают на конвейере в печь в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере типа ПС-06 в 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-06 (состав, об : СО = 6,0; СО = 8,2;

H2 = 12,8; H O = 4,2; N остальное) о в течение 5 мин при нагреве до 810 С происходит окончательное обезжиривание, восстановление имевшихся на исходном металле окислов железа и обезуглероживание поверхностных слоев стали.

Затем заготовки подают в зону окисления холодильника печи, где в осушенной до температуры точки росы

32 С атмосфере ПС-06 на поверхности о заготовок в процессе их охлаждения от 810 до 400 С формируется тонкая пленка окислов железа заданной толлаждения, где на поверхности металла происходит осаждение аморфного углерода (сажи) в количестве 0,00150,2 мг/см из обогащенной природным газом (0,5 П.Г.) и нагретой до 650 С атмосферы ПС-06 (температура точки о росы атмосферы 23 С). Выделение сажи на поверхности в количестве более

О,? мг/см (примеры 5, 8, 15) вызы—

2 вает дефекты эмалевого покрытия. После этой операции заготовки в атмосфере ПС-06, увлажненной до температуры о точки росы 32 С, окончательно охлаждают до температуры выдачи 80 С.

13069

Обработанные таким способом заготовки эмалируют, отжигают и проверяют качество покрытия аначогично методике, указанной в прототипе. Параметры и результаты осуществления спо- 5 соба приведены в таблице.

Пример ы с 3 по 29. Приемы подготовки поверхности стальных изделий к эмалированию и их эмалирование грунтовыми и покровными эмалями по примерам 3-29 аналогичны примеру 2.

Основные технологические параметры обработки заготовок в этих примерах изменяют в следующих пределах: температура термогазохимической обрао ботки 80-880 С; температура точки росы контролируемой атмосферы 18-45 С; температура нагрева контролируемой 20 о атмосферы 20-650 С, присадка природного газа к атмосфере в зоне осаждения углерода 0,3-2,8 об.Х, конечная температура обработки (температура

О выдачи заготовок из печи) 80-125 С.

Показатели параметров термогазохимической обработки и качества поверхности после эмалирования приведены в таблице.

Как показывают результаты проведенных исследований, изменение углеродного потенциала атмосферы ПС-06 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 появление дефектов эмалевого покрытия. Этот факт объясняется в нервом случае пониженньгм, а во втором — повышенным сажевыделением на поверхности заготовки.

Снижение температуры, подаваемой в зону охлаждения контролируемой атмосферы ПС-06, влияет на конечное качество покрытия подобно снижению уг- 45 леродного потенциала (примеры 18-20) атмосферы. При одновременном снижении углеродного потенциала и температуры

77 4 контролируемой 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 способа нанесения эмали на поверхность стали несколько 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 эмалевого покрытия со сталью и его качество на деталях, прошедших перед эмалированием термогазохимическую обработку по предлагаемому способу, значительно повышаются.

В результате подготовки металлических изделий предлагаемым способом улучшается качество поверхности металла и за счет оптимизации процессов взаимодействия подложки с расплавом эмали при обжиге покрытия обеспечивается образование высококачественного эмалевого покрытия без дефектов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ 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 «o— шийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления эмали с металлом и предупреждения сколов эмали, после окисления на поверхность металла подают подогретый до 500о

650 С экзогаз, обогащенный на 0,52,5 об.Е природным газом.

130б977

Нарви сталя!

Обеэуглеоокиваяхкий нагрев т и вылеркка пп

Обезвяривакщий отлит

Время обработки, мин

Время обработки, мин

Конечная темВремя обработки, мин пература обработа кя, С

450 30 (прототип) 680

880

400

2,0

0,82

810

400

815

5 к

810

1,5

390

BI5

0,81

31

0,81

400

20

800

1,5

00

750 чОО

)О

40

35

12

20

li0

780

395

1,5

15 к

495

750

0,9

400

l i0

17 к!

395

880

36

1,5

850

7 I0

24

600

Температура rrdработки, С

2 ОВКП 495

I I

3 к I

6 ОВПС 495

7 480

В 480

9 06kTI 490

11

13 500

18

Н к

20 к !

21 ОВПС 495

22 ОВКП 450 а

23 500

Температура точки росы регулируемой атмосферы, С

Температура обработки, аС

Температура точки росы регулируемой атмосферы, ай

Сравнительные характеристики

Операпии термогазохимической

Поверхностная оксидаиия

Температура точки pommel регулируемой атмосферы, С

1306977 лавестлого в лреллагаеюго способов обработал

Оклаклевле л осаклекве углерола рнсал

ITPHPo ого а к юсфе

С-06 об.й

Есть

Есть

8,0

Йлнк eptee8

Йлнкер

Hhdt

650

250

5,5

Нет

5,0

Нет

ПС-06

10,5П.Г, ПС-06

+n,3П.Г.

ПС-06

+2,5П.Г.

ПС-06

+3iOP.Г.

ПС-06

Ю,6П.Г.

ПС-06

+2,0П.Г.

ПС-06

+2,9П.Г

1 ° 0 и

Есть

245

Нет

250

3,0

Есть

240

590

6,5

192

90 йлккервый йллкервый н

235

5,5

125

112

590

22 и

3,0

6,0

105

Есть

625

250

ЛС-06

+0 ° 8п.r. п

1,0

5,5

0Ьтккер- 5

3вкй н

Нет и п

° I п

Есть

° I и и

245

605

0С-06

+0,ЗП.Г.

ПС-06

+1,5lT.Ã.

ПС-06

+2,6П,Г.

ПС-OF

+1,5П.Г.

1,0

6,0

20 п

Пуаро- 2 вый н

I °

Нет и и

Шликар- 4 кый

240 670

26

1,5

5,5 п п

625 и

Нет п п и и п

° I н и п

20 и

Есть

640

НС-06

+1,8П.Г.

ПС-06

+0,8п.r, ПС-06

Ю,4П.Г.

ПС-06

+0,4П,Г, 80

1,5

6,0

Нат

440

1,8

1,0

Есть и

640

t,0

4,0 п

Нет

Составитель B. Олейниченко

Редактор И. Касарда Техред Л.Олейник Корректор И, Эрдейи

Заказ 1601/25 Тираж 937 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4