Сплав на основе свинца

 

Изобретение относится к сплавам на основе свинца, используемым в качестве защитных покрытий металлических деталей, работающих в агрессивных жидкостях. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и улучшение растекаемости сплава по поверхности стали, что достигается дополнительным введением в сплав на основе свинца, олова, лития, висмута и порошка молибдена. Сплав на основе свинца содержит, мае. %: сурьма 6,0-8,0; олово 0,7-2,4; висмут 7,8-8,8; литий 0,1-0,16; порошок молибдена 0,2-0,3; свинец остальное. Сплав приготавливается методом порошковой металлургии и имеет следующие свойства: температура плавления 212-216 Cj растекаемость по поверхности стали 20 и 12 х 18Н9Т соответственно 138-146 мм и 127-134 мм ; скорость коррозии сплава в фосфорной кислоте (содержание 28%), в 10%-ной соляной кислоте и в 57%-ной серной кислоте при 25°С и скорости движения кислот 0,83 м/с (в течение 720 ч) соответственно равна 0,44 - 0,51; 0,17-0,22 и 0,09-0,16 . 2 табл. с б (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1468950 д ) (51)4 С 22 С 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к сплавам на основе свинца, используемых в качестве защитных покрытий металлических деталей, работающих в агрессивных жидкостях.

Цель изобретения - повышение кор« розионной стойкости и улучшение растекаемости сплава по поверхности стали.

Для опробования предложенного сплава приготовлены композиции, хими ческий состав которых приведен в

- табл. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4239361/31-02 (22) 04.05.87 (46) 30.03.89. Бюл. В 12 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.М.Карпенко, А.М.Седенков, В.M.Äoöåíêî, Н.А.Макаренко и А.В.Грановский (53) 669.45(088.8) (56) Ямпольский А.М., Ильин В.А.

Краткий справочник гальванотехника.

Л.: Машиностроение, 1981, с. 49.

Фокин М.Н. и Емельянов Ю.В.

Защитные покрытия в химической промышленности. М.: Химия, 1981, с. 184. (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА (57) Изобретение относится к сплавам на основе свинца, используемым в качестве защитных покрытий металлических деталей, работающих в агрессивных жидкостях. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и улучшение растекаемости сплава по поверхности стали, что достигается дополнительным введением в сплав на основе свинца, олова, лития, висмута и порошка молибдена. Сплав на основе свинца содержит, мас. %: сурьма 6,0-8,0; олово 0,7-2,4, висмут

7,8-8,8; литий 0,1-0,16; порошок молибдена 0,2-0,3; свинец остальное.

Сплав приготавливается методом порошковой металлургии и имеет следующие свойства: температура плавления

212-216 С; растекаемость по поверхности стали 20 и 12 х 18Н9Т соответственно 138-146 мм и 127-134 мм

2 Ф скорость коррозии сплава в фосфорной кислоте (содержание Р О 28%), в

cj

10%-ной соляной кислоте и в 57%-ной серной кислоте при 25 С и скорости. движения кислот 0,83 м/с (в течение С

720 ч) соответственно равна 0,440,51; 0,17-0,22 и 0,09-0,16 г/м1.ч.

2 табл.

Для приготовления опробованных композиций применяют порошок молибдена размером частиц 80-210 мкм.

Сплавы готовят методом порошковой металлургии.

На шлифованную поверхность образцов из стали 20 и стали 12х18Н9Т размером бх60х80 мм наносят флюс и один из опробованных составов предложенного и известного сплавов, затем загружают в печь с температурой о

350 С и после выдержки в течение

3 мин измеряют площадь растекания.

1468950

Испытания сплавов на коррозионную стойкость проводят в фосфорной кислоте (содержание Р О e = 28 ), в

10Х-ной соляной кислоте и в 57Х-ной серной кислоте. Испытания проводят при 25 С и скорости движения кислот

0,83 м/с в течение 720 ч.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

45

Сурьма повышает прочность сплава и его твердость, повышая тем самым стойкость к износу при эксплуатации в потоке жидкости. Сурьма улучшает связь сплава,с частицами молибдена.

При содержании сурьмы менее б ее влияние недостаточно. При содержании сурьмы более 8 .ухудшается растекаемость сплава по стали.

Олово улучшает растекаемость сплава по поверхности стали, облегчает смачивание частиц молибдена легкоплавкой частью сплава, тем самым способствует упрочнению связи молиб- 25 дена с легкоплавкой частью сплава и препятствует выкрашиванию частиц молибдена с поверхности сплава и повышает стойкость сплава в агрессивной движущейся среде. Олово упрочняет сплав совместно с висмутом в сплаве менее 0,7 его влияние недостаточно. При содержании олова более 2,4Х стойкость сплава в движущейся агрессивной среде падает.

Висмут является одним из элементов повышающих твердость сплава.

Висмут улучшает также растекаемость сплава по стали, смачивание частиц молибдена легкоплавкой частью сплава. Висмут имеет наибольший удельный вес из всех компонентов примененных в сплаве (19,84 х 10 кг/м ). Вследствие этого висмут повышает плотность легкоплавкой части сплава и создает условия для всплытия к поверхности частиц молибдена, имеющего меньшую плотность — 10,2 х 10 кг/мз.

Таким образом, висмут способствует формированию на поверхности наплавленного слоя сплава — слоя, обогащенного молибденом. Висмут повышает ,коррозионную стойкость сплава. Совместно с оловом висмут снижает температуру плавления сплава, что обеспечивает длительное пребывание спла- ва, при наплавке его на поверхность стальной детали, в жидком состоянии и, следовательно; более полное всплытие на поверхность частиц молибдена.

При содержании висмута менее 7,8 его влияние недостаточное. При содержании висмута более 8 8Х в нанесенном слое образуются трещины.

Литий является активным щелочным металлом. Литий легко вступает в соединения с окислами железа, хрома, молибдена и других металлов, образуя соли. Таким образом, литий офлюсовывает окислы на поверхности стали и частиц молибдена придает сплаву самофлюсующие свойства, улучшает растекаемость сплава по поверхности стали и обеспечивает смачивание легкоплавкой компонентой частиц молибдена в сплаве. Литий повышает прочность сплава, улучшает стойкость поверхностного слоя сплава обогащенного молибденом к выкрашиванию частиц молибдена. При содержании лития меньше 0,1 его влияние недостаточно, увеличение содержания лития более О, 16Х ухудшает коррозионную стойкость сплава, Дисперсный молибден при нанесении сплава на поверхность стали всплывает на верх и образует на поверхности слой обогащенный молибденом, содержащий до 40 молибдена. Молибден имеет высокую твердость до

2500 МПа при твердости легкоплавкой составляющей сплава около 320 МПа (при измерении твердости по Бринеллю). Таким образом, поверхностный слой хорошо сопротивляется износу потоком агрессивной жидкости. При вснлывании молибдена часть его оста-: ется в сплаве. Наличие на поверхности сплава молибдена существенно превышающего его объемную концентрацию приводит в агрессивных средах в сдвигу коррозионного потенциала поверхности припоя в анодную область, где гораздо быстрее происходит образование защитной пленки высшего и наиболее устойчивого из окислов РЪО

Двуокись свинца является сильным окислительным агентом и в отличие от низких окислов РЬ О и РЬО не взаимодействует с большинством кислот. Сам молибден будучи достаточно стойким материалом увеличивает

1 коррозионную стойкость сплава в хлоридсодержащих и восстановитель-! ных средах.

При содержании молибдена менее

0,2Х его влияние недостаточно, со14 68950 6 покрытий, содержащий сурьму, о т л ич а ю щ и й,с я тем, что, с целью е- повышения коррозионной стойкости и улучшения растекаемости сплава по

5 поверхности стали, он дополнительно содержит олово, висмут, литий и порошок молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. %:

6,0-8,0

0,7-2,4

7,8-8,8

0,1-0,16

Формула изобретения

Сплав на основе свинца преимущественно для нанесения защитных

0,2-0 3

Остальное

Таблица 1

Содержание компонентов, мас. %

Сплав

Висмут

Литий Порошок Свинец молибде на

Сурьма Олово

0,3

0,25

0,2

0,16

0,13

0,1

8,8

8 1

7,8

2,4

1,3

0,7

Остальное

То же

7

10

Предложенный 1

Известный

Таблица 2

Скорость коррозии сплава г/м ч в растворах кислот

Растекаемость сплава, мм

Темпера тура плавления, С

Сплав

Фосфор- Соляной ной

Серной по ста- по .стали 20 ли

12Х18Н9Т

Предложенный .

0,12

0,09

0,16

0,37

0,19

0,17

0,22

0,72

127

134

132

0,51

0,44

0,47

1е17

138

146

104

212

214

216

253

2

Известный 4

Составитель Л.Шевелева

Техред М.Дндык Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Сегляник

Заказ 1319/26 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственчого комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 держание молибдена более 0 3% не вызывает дальнейшего улучшения свойств сплава, а приводит к излишн му расходу дефицитного молибдена.

Из данных табл. 2 видно, что предложенный сплав, легированный

-сурьмой, оловом, висмутом, литием и порошком молибдена, имеет лучшую растекаемость по поверхности стали и обладает более высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, чем известный сплав. сурьма

Олово

Висмут

Литий

Порошок молибдена

Свинец