Многослойное защитно-смазочное покрытие


 


Владельцы патента RU 2412775:

Открытое Акционерное Общество "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" (RU)

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к составам временных покрытий, и может быть использовано для защиты сплавов от окисления при нагреве под горячую деформацию и смазки контактных поверхностей деформируемого металла и инструмента. Покрытие состоит из двух слоев эмали, нанесенных пульверизацией или кистью, между которыми размещен промежуточный слой пористых спекшихся гранул бурого угля, образованных при нагреве металлической заготовки до температуры 700-1100°С. В качестве твердого вещества используют кузнецкий или бурый уголь, а также используют древесные опилки, обработанные раствором минеральных веществ. Обеспечивается покрытие с высокими теплоизоляционными свойствами, возможность получать штамповки различной конфигурации с обеспечением заданной геометрии, повышением стойкости инструмента, исключением промежуточных операций нанесения покрытия. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к составам временных покрытий, и может быть использовано для защиты высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, от окисления при нагреве под горячую деформацию и смазки контактных поверхностей деформируемого металла и инструмента.

Следует отметить, что уникальные свойства титановых сплавов могут быть полностью реализованы в полуфабрикатах только при условии их соответствия требованиям к точности размеров, формы и чистоты поверхности.

Характерной причиной возникновения дефектов в штампованных полуфабрикатах из высоколегированных сталей и титановых сплавов являются низкие теплоизоляционные и защитные свойства технологических покрытий, что приводит к глубокому захолаживанию заготовок, окислению и газонасыщению поверхностного слоя металла заготовок, что в свою очередь вызывает неоформление высоких элементов штампованного полуфабриката и образование на поверхности штамповок дефектов в виде трещин и надрывов.

Защитно-смазочные покрытия должны характеризоваться не только высокой лубрикационной (антифрикционной) способностью, но и обеспечивать эффективную защиту металлов при нагреве перед горячей деформацией и легко, желательно самопроизвольно, удаляться с поверхности полуфабрикатов после завершения деформации и остывания металла.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известное защитно-смазочное покрытие для горячей обработки металлов давлением, преимущественно жаропрочных сплавов на никелевой основе, содержащее боросиликатное стекло, обожженный вермикулит, нефелиновый концентрат, мертель, 50%-ный водный раствор натриево-силикатного стекла (авторское свидетельство СССР №1785534, опубл. 1992 г.) - прототип.

Данное покрытие обеспечивает удовлетворительные защитные и смазочные свойства, а благодаря входящему в его состав вспученному вермикулиту - меньшую теплоотдачу. Смесь перед нанесением представляет собой пластичную массу, наносить которую требуется путем обмазывания с достижением толщины покрытия 2-3 мм.

Существенным недостатком указанного смазочного покрытия является высокий расход смеси защитного покрытия, низкая производительность его нанесения и снижение точности геометрических размеров штамповки при деформации. Кроме того, нефелиновый концентрат является вредным, экологически опасным веществом, способным вызвать у человека заболевание верхних дыхательных путей.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение покрытия с хорошими адгезионными, защитными и смазочными свойствами, повышенными теплоизоляционными свойствами, экономичностью и небольшой толщиной, обеспечивающими повышение качества поверхности штампуемых полуфабрикатов и улучшение геометрии элементов штампованной поковки.

Технический результат, достигаемый от применения данного изобретения, состоит в значительном улучшении теплоизоляционных свойств покрытия по сравнению с обычными эмалевыми покрытиями, что позволяет снизить подхолаживание поверхности заготовки во время транспортировки ее от печи до кузнечного оборудования, что в свою очередь обеспечивает лучшую однородность температурного и деформационного поля заготовки, снижает эффекты локализации деформации, снижает потребные усилия оборудования, улучшает геометрические параметры изделия при штамповке.

Поставленная задача решается тем, что в многослойном защитно-смазочном покрытии для защиты металлической заготовки при нагреве с последующей деформацией, содержащем слой эмали, согласно изобретению покрытие содержит два слоя эмали, нанесенных пульверизацией или кистью, между которыми размещен слой пористых спекшихся гранул бурого угля, образованных при нагреве металлической заготовки до температуры 700-1100°С. Покрытие содержит гранулы бурого угля, образующего при нагреве до 20% зольного остатка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В готовом виде покрытие представляет собой сплошной, относительно толстый слой эмали, в толщине которого плотно расположены пористые гранулы спекшегося шлака. Связующая эмульсия (эмаль), обеспечивающая адгезионные, защитные и смазочные свойства покрытия, и пористые гранулы, обеспечивающие повышенную теплоизоляцию покрытия, наносят на поверхность изделия раздельно. Вместо изначально пористых гранул, таких как вспученный вермикулит, берутся гранулы твердого вещества, образующего пористые гранулы только после нагрева до температуры 700-1100°С. Эмаль, применяемая в данном покрытии, является обычным эмалевым защитно-смазочным покрытием, широко используемым в металлургическом производстве для защиты металлических заготовок от окисления при нагреве и в качестве смазки при последующей деформации, например ЭВТ-24. Эмаль в заявляемом покрытии, кроме того, удерживает гранулы спекшегося пористого шлака промежуточного слоя на поверхности заготовки. Гранулы спекшегося пористого шлака значительно увеличивают термическое сопротивление защитного покрытия.

Получают покрытие путем последовательного нанесения, по крайней мере, трех слоев. Первый слой наносят пульверизацией или кистью на очищенную поверхность заготовки в виде водной эмульсии веществ, образующих защитно-смазочное эмалевое покрытие. Эмульсия должна обладать вязкостью и смачиваемостью, достаточной для удержания гранул твердого вещества промежуточного слоя. Промежуточный слой представляет собой гранулы какого-либо твердого вещества фракцией 1-2 мм, образующего при нагреве до температуры 700-1100°С твердый остаток в виде спекшегося шлака или кокса, например кузнецкий или бурый уголь, образующий до 20% зольного остатка после выделения летучих веществ. Используют также древесные опилки, предварительно обработанные раствором минеральных веществ, увеличивающих зольный остаток до величины, обеспечивающей образование механически прочных гранул шлака вместо сыпучей золы. Средний размер гранул, используемых для промежуточного слоя, выбирается равным толщине готового покрытия. Промежуточный слой наносят путем обсыпания заготовки, покрытой первым слоем эмульсии, гранулами твердого вещества, при этом слой эмульсии защитного покрытия, благодаря своей вязкости и смачивающей способности, удерживает гранулы на поверхности заготовки. Поверх гранул твердого вещества пульверизацией наносят третий слой из той же эмульсии, что и первый слой. Полученное трехслойное покрытие сушат, после чего выполняют нагрев заготовки в печи под деформацию. В процессе нагрева из гранул, находящихся в толще эмали, через поры внешнего эмалевого слоя покрытия выделяются летучие вещества. Оставшийся твердый остаток в виде спекшегося шлака имеет массу, составляющую 20% от начальной массы гранул при незначительном уменьшении их объема. Пористое строение шлака обеспечивает высокое термическое сопротивление покрытия.

Пример осуществления изобретения.

На предварительно очищенную поверхность заготовки под штамповку наносят кистью эмалевое защитное покрытие марки ЭВТ-24 толщиной 0,2-0,4 мм, образующее первый слой многослойного защитного покрытия. Не давая высохнуть первому слою, на поверхность заготовки обсыпанием наносят гранулы бурого угля фракцией 1-2 мм до достижения прилипания гранул по всей поверхности заготовки. Поверх слоя гранул с помощью пульверизатора наносят второй слой эмульсии ЭВТ-24 толщиной 0,2-0,4 мм. Полученное покрытие сушат в естественных условиях в течение не менее 4 часов. Далее заготовку загружают в печь для выполнения технологического нагрева под деформацию. В печи при нагреве до 700-1100°С из гранул бурого угля выделяются летучие вещества и образуется пористая гранула спекшегося шлака, при этом покрытие приобретает целевые теплоизоляционные свойства.

Предлагаемое многослойное теплоизоляционное покрытие, по сравнению с известными, имеет высокие теплоизоляционные свойства, позволяет получать штамповки различной конфигурации с обеспечением заданной геометрии элементов штамповки, повышением стойкости инструмента, исключением промежуточных операций нанесения покрытия.

Вследствие того, что покрытие снижает скорости нагрева заготовки в печи и таким образом увеличивает потребное время нагрева, целесообразно использовать данное покрытие для теплоизоляции отдельных, труднодеформируемых участков штамповки, например тонких сечений заготовки при штамповке полуфабрикатов типа оребренных панелей или поковок, имеющих длинные отростки.

1. Многослойное защитно-смазочное покрытие для защиты металлической заготовки при нагреве с последующей деформацией, содержащее слой эмали, отличающееся тем, что оно содержит два слоя эмали, нанесенных пульверизацией или кистью, между которыми размещен слой пористых спекшихся гранул бурого угля, образованных при нагреве металлической заготовки до температуры 700-1100°С.

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит гранулы бурого угля, образующего при нагреве до 20% зольного остатка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к холодной обработке металлов радиальной ковкой на оправке, а именно к производству прецизионных длинномерных цилиндрических изделий, преимущественно биметаллических, с повышенными требованиями прямолинейности, стабильности внутреннего диаметра по всей длине изделия, его износостойкости, и может быть использовано при изготовлении корпусов цилиндров плунжерных насосов, стволов артиллерийских орудий, трубопроводов для химической промышленности, водопроводной сети и т.п.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке алюминиевых или титановых сплавов в условиях сверхпластичности. .

Пресс // 2094160
Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к прессам для объемной штамповки. .

Изобретение относится к области покрытий поверхностей деталей защитными и смазочными материалами и может быть использовано при обработке металлов давлением. .
Изобретение относится к горячей обработке металлов и может быть использовано преимущественно в двигателестроении при высокоскоростном выдавливании компрессорных лопаток.

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано для ковки слитков и заготовок на ковочных прессах

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при производстве цилиндров скважинных штанговых насосов. Получают полуфабрикат трубы горячей радиальной ковкой полой заготовки на неподвижной ковочной оправке с конической рабочей поверхностью. Используют центрирующий хвостовик для фиксации ковочной оправки по каналу уже откованной части. После расточки канала производят холодную радиальную ковку с выглаживанием поверхности канала посредством дополнительной оправки. Горячую и холодную ковку ведут бойками на радиально-ковочной машине. После каждого обжатия в процессе горячей и холодной ковки осуществляют подачи и кантовки полой заготовки и полуфабриката. В зону деформирования заготовки, в зону центрирования ее откованной части и в зону выглаживания поверхности канала полуфабриката подают жидкую технологическую смазку. Подачу производят через радиальные каналы в ковочной оправке и в центрирующем хвостовике. Устанавливают начало кантовки на угол полой заготовки и полуфабриката трубы после каждого единичного обжатия не ранее начала их подачи. В результате повышаются точность размеров и качество поверхности получаемых труб, а также надежность работы машины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке заготовок с использованием смазки. Лист твердого смазочного материала размещают между заготовкой и матрицей штампа в штамповочном аппарате. В качестве смазочного материала может быть использован графит, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, нитрид бора. Для обеспечения пластической деформации заготовки к ней прикладывают усилие матрицей штампа. Деформирование заготовки, включающей титан или титановые сплавы или цирконий или циркониевые сплавы, производят при температуре свыше 1000º. В процессе пластического деформирования коэффициент сдвига между матрицей и заготовкой должен быть меньше 0,5. Коэффициент сдвига определяют, используя приведенную формулу. В результате обеспечивается снижение трения между матрицей и заготовкой, уменьшается вероятность срыва замка штампа, заедание или истирание штампуемой заготовки. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к стальным листам для горячей штамповки, которые могут быть использованы для производства деталей, в частности деталей шасси транспортных средств, деталей подвески и конструктивных элементов кузова, а также к способам производства деталей из стальных листов горячей штамповкой. Стальной лист для горячей штамповки содержит слой покрытия, содержащий 10-25 мас.% Ni, Zn и неизбежные примеси - остальное, и имеющий массу на единицу площади 10-90 г/м2, и смазывающий слой, содержащий твердый смазывающий материал, нанесенные в указанном порядке на поверхности стального листа. Способ производства детали горячей штамповкой включает холодную штамповку упомянутого стального листа для горячей штамповки с последующим нагревом стали, подвергнутой холодной штамповке, до температуры в диапазоне температуры фазового превращения Ас3 до 1000°C и горячую штамповку стали. Обеспечивается стальной лист для горячей штамповки, имеющий улучшенную стойкость против окисления, способность к сдерживанию образования окалины и оксида цинка и улучшенную адгезию к покрытию. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 табл., 2 пр.
Наверх