Способ эмалирования металлических изделий

 

Сущность изобретения: способ включает нанесение шликера грунтовой эмали, содержащего способствующие твердению неорганические добавки, сушку и нанесение шликера покровной эмали с последующим обжигом. Неорганические добавки вводят в шликер в измельченном виде после их совместного сплавления до стеклообразного состояния. 2 табл.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к способам эмалирования металлических изделий для производства химического оборудования, изделий хозяйственно-бытового назначения, в электронной технике.

Известен способ эмалирования металлических изделий, включающий нанесение шликера грунтовой эмали, содержащего предварительно введенные в него органические добавки, в качестве которых используют различные комплексообразующие вещества с содержанием атомов углерода до 50 в одной молекуле (сахариды, полиэтиленгликоль и т. п. ), сушку, нанесение шликера покровной эмали с последующим обжигом [1] .

Недостатком этого способа являются дефекты типа "вскипы", "пузыри", апельсиновая корка, образующиеся вследствие разложения углеводородов в процессе обжига.

Известен способ эмалирования металлических изделий, включающий нанесение шликера грунтовой эмали, пропитку его гидрофобными составами на основе силиконов, сушку, нанесение слоя покровной эмали и обжиг [2] .

Недостатком этого способа являются поверхностные дефекты покрытия, обсловленные разложением углеводородов при обжиге.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ эмалирования металлических изделий, включающий нанесение шликера грунтовой эмали, содержащего неорганические добавки, способствующие твердению шликера в процессе сушки, сушку, нанесение слоя покровной эмали и обжиг [3] . При этом в качестве неорганических добавок используют фосфаты и алюминаты щелочных металлов, гидроокись алюминия и др.

Недостатком указанного способа является невысокое качество эмалевого покрытия, обусловленное низкой прочностью высушенного грунтового покрытия, что приводит к перемешиванию слоев еще до обжига покровной эмали, снижает адгезию эмали к металлу и ее механическую прочность.

Общими признаками известных способов и предлагаемого изобретения является принцип двухразового нанесения - однократного обжига.

В предлагаемом способе эмалирования металлических изделий, включающем нанесение шликера грунтовой эмали, содержащего способствующие твердению неорганические добавки, сушку, нанесение шликера покровной эмали с последующим обжигом, неорганические добавки вводят в шликер в измельченном виде после их совместного сплавления до стеклообразного состояния.

Сущность способа состоит в том, что неорганические добавки перед введением в шликер грунтовой эмали совместно сплавляют до перевода их в стеклообразное состояние, измельчают и в виде механической смеси наносят на поверхность металлического изделия, сушат, после чего наносят слой покровной эмали и проводят обжиг. Предварительное сплавление неорганических добавок до стеклообразного состояния, их измельчение, нанесение в составе шликера грунтовой эмали позволяют получить более плотный компактный и равномерный по толщине слой, прочно "приклеенный" после высыхания к поверхности металла. Такой слой не взаимодействует с влагой, благодаря чему в дальнейшей процедуре эмалирования становится возможным второе нанесение слоя покровной эмали мокрым шликерным способом.

Значительное упрочнение грунтового слоя достигается благодаря образованию при температуре сушки на границах зерен грунтовой эмали активных легкоплавких эвтектик (продуктов взаимодействия расплавленных добавок с поверхностью частиц грунта), снижающих поверхностное натяжение и обеспечивающих "цементацию" частиц грунтовой эмали как между собой, так и с металлической подложкой, значительно снижая количество макропустот, заполненных газами, выделение которых в процессе обжига вызывает дефекты эмалевого покрытия.

Взаимодействием расплавленных добавок с поверхностью частиц грунта снижается поверхностное натяжение и происходит "цементация" частиц грунтовой эмали как между собой, так и с металлической подложкой.

В качестве неорганических добавок, как и в прототипе, используют фосфаты и алюминаты щелочных и щелочноземельных металлов, гидроокись алюминия, а также борат свинца и фосфаты марганца и цинка.

Благодаря высокой прочности грунтовой эмали, обусловленной наличием предварительно сплавленных и измельченных неорганических добавок в шликер, предлагаемый способ позволяет также расширить его универсальность за счет расширения диапазона обрабатываемых изделий. Способ позволяет наносить шликер грунтовой и покровной эмали традиционными методами - обливом или окунанием с механическим разравниванием для изделий сложной формы. Кроме того, способ уменьшает длительность высокотемпературного обжига за счет снижения газовыделения, обеспеченного предварительным сплавлением неорганических добавок, и, следовательно, уменьшает расход электроэнергии, повышает производительность процесса, позволяет экономить сырьевые материалы за счет снижения расхода грунтовой эмали.

Новым в способе эмалирования изделий является введением в измельченном виде в шликер грунтовой эмали предварительно сплавленных до стеклообразного состояния неорганических добавок. Указанный прием не обнаружен в источниках информации или практическом использовании, из чего следует, что заявляемый способ отвечает критерию изобретения "новизна".

Заявляемый способ отрабатывали в лабораторных условиях УралНИИчермета.

В качестве неорганических добавок использовали следующие соединения, г: 1. NaH₂AlO₃ 1,8 Al(OH)₃ 2,2 NaH₂PO₄ 2,7 (NH₄)H₂PO₄ 4,4 2. NaH₂AlO₃ 1,8 Al(OH)₃ 2,2 NaH₂PO₄ 2,7 (NH₄)H₂PO₄ 4,4 3. KH₂PO₄ 7,0 ZnHPO₄ 4,5 4. LiH₂PO₄ 11,0 ZnHPO₄ 9,0 5. Pb(HBO₃) 10,5 6. Ca(H₂PO₄)₂ 24,0 (NH₄)H₂PO₄ 6,0 7. Na(H₂PO₄) 3,4 (NH₄)H₂PO₄ 1,8 8. Ca(H₂PO₄)₂ 6,0 Mn(H₂PO₄)₂ 2,0 (NH₄)H₂PO₄ 3,0 Состав 1 соответствует составу, указанному в способе-прототипе.

Состав N 2 - аналогичный, но химические соединения предварительно сплавлялись, а затем измельчались перед введением в шликер.

Составы 3-8 соответствуют предлагаемому способу.

Добавки сплавляли при 1100-1200^оС в указанных соотношениях и размалывали всухую до фракции менее 60 мкм. Водородрастворимость полученного стеклообразного вещества определяли зерновым методом по убыли веса размолотого порошка после выдержки его в воде при комнатной температуре в течение суток.

Температуру размягчения устанавливали дилатометрическим методом. Прочность на истирание шликерного покрытия определяли по убыли веса после абразивного воздействия струи увлажненного кварцевого песка, падающего на наклонную (под углом 45^о) испытуемую пластину с высоты 0,3 м в течение 1 мин.

Свойства сплавленных добавок, а также свойства покрытий приведены в табл. 1.

Сопоставительный анализ известного и заявляемого способов эмалирования металлических изделий приведен в табл. 2.

Данный способ эмалирования металлических изделий позволяет повысить качество эмалевого покрытия, снизить расход грунтовой эмали на 40% , электроэнергии на 30% , повысить производительность труда. (56) 1. Патент ФРГ N 3203101, кл. C 23 D 5/02, опубл. 1984.

2. Патент ФРГ N 2538601, кл. C 23 D 5/02, опубл. 1977.

3. Патент ФРГ N 1621405, кл. C 23 D 5/02, опубл. 1975.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭМАЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающий нанесение шликера грунтовой эмали, содержащего способствующие твердению неорганические добавки, сушку и нанесение шликера покровной эмали с последующим обжигом, отличающийся тем, что неорганические добавки вводят в шликер в измельченном виде после их совместного сплавления до стеклообразного состояния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2