Защитно-технологическое покрытие стеклокерамического типа для низколегированных легкоокисляющихся сталей


 

C21D1/70 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2470079:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК) (RU)

Изобретение относится к покрытиям для защиты сталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для защиты крупногабаритных заготовок из низколегированных легкоокисляющихся сталей от высокотемпературной коррозии при технологических нагревах перед горячей обработкой давлением, в частности штамповкой. Покрытие включает огнеупорный наполнитель в виде шамота каолинизированного и глины латненской, стеклообразующий компонент - стекло алюмоборосиликатное, дополнительно вводят в качестве огнеупорного наполнителя - глинозем технический, в качестве стеклообразующего компонента - нефелин-сиенитовый концентрат, а в качестве связующего - карбоксиметилцеллюлозу при следующем содержании компонентов, в мас.%: стекло алюмоборосиликатное 23,0-25,0; нефелин-сиенитовый концентрат 14,0-16,0; шамот каолинизированный 38,0-40,0; глинозем технический марки Г-3 18,0-20,0; глина латненская ЛТ-0 3,0-5,0; карбоксиметилцеллюлоза 0,3-0,5, при этом все материалы измельчают до прохода через сито 10000 отверстий на см2, а стекло алюмоборосиликатное имеет следующий химический состав, в мас.%: SiO2 - 70,0±0,5; Al2O3 - 8,0±0,5; B2O3 - 8,0±0,5; CaO - 7,0±0,5; Na2O - 9,0±0,5. Технический результат: повышение защитно-технологических свойств стеклокерамических покрытий, предназначенных для защиты от высокотемпературной коррозии низколегированных легкоокисляющихся сталей. 2 табл.

 

Изобретение относится к покрытиям для защиты сталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для защиты крупногабаритных заготовок из низколегированных легкоокисляющихся сталей от высокотемпературной коррозии при технологических нагревах перед горячей обработкой давлением, в частности штамповкой.

Известно покрытие, содержащее 95,0-98,0 мас.% огнеупорного наполнителя и 1,0-5,5 мас.% полиметафосфата натрия. В качестве огнеупорного наполнителя покрытие содержит смесь тонкоизмельченных силикатного, борсодержащего и глинистого минералов в соотношении 3,5:1,0:0,25 - 4,5:1,0:0,2 (см. а.с. СССР №1022495, кл. С21D 1/70, опубл. 1983 г.).

Однако известное покрытие характеризуется низкими защитными от окисления свойствами при нагреве до 1000°C крупногабаритных заготовок из легкоокисляющихся сталей, поскольку при указанных температурных условиях из него еще не формируется сплошной спеченный слой, вследствие недостаточной интенсивности взаимодействия огнеупорного наполнителя с полифосфатом натрия.

Наиболее близким к предлагаемому покрытию по технической сути и достигаемому результату является состав покрытия стеклокерамического типа, включающий в качестве огнеупорного наполнителя песок кварцевый, шамот каолинизированный, глину латненскую ЛТ-0, а в качестве стекловидной составляющей стекло алюмоборосиликатное, датолитовый концентрат и триполифосфат натрия (см. патент РФ №2347823, МПК C21D 1/70, C23C 26/00; C03C 3/091, опубл. 2009 г.).

Недостатком указанного покрытия является отсутствие надежной защиты от окисления при нагреве до 1000°C заготовок из низколегированных легкоокисляющихся сталей.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении защитно-технологических свойств стеклокерамических покрытий, предназначенных для защиты от высокотемпературной коррозии низколегированных легкоокисляющихся сталей.

Это достигается тем, что в защитно-технологическое покрытие стеклокерамического типа для низколегированных легкоокисляющихся сталей, включающее в качестве огнеупорного наполнителя шамот каолинизированный и глину латненскую, а в качестве стеклообразующего компонента - стекло алюмоборосиликатное, согласно изобретению, дополнительно вводят в качестве огнеупорного наполнителя - глинозем технический, в качестве стеклообразующего компонента - нефелин-сиенитовый концентрат, а в качестве связующего - карбоксиметилцеллюлозу при следующем содержании компонентов, в мас.%:

стекло алюмоборосиликатное 23,0-25,0
нефелин-сиенитовый концентрат 14,0-16,0
шамот каолинизированный 38,0-40,0
глинозем технический марки Г-3 18,0-20,0
глина латненская ЛТ-0 3,0-5,0
карбоксиметилцеллюлоза 0,3-0,5,

при этом все материалы измельчают до прохода через сито 10000 отверстий на см2, а стекло алюмоборосиликатное имеет следующий химический состав, в мас.%: SiO2 - 70,0±0,5; Al2O3 - 8,0±0,5; B2O3 - 8,0±0,5; CaO - 7,0±0,5; Na2O - 9,0±0,5.

Благодаря оптимальному соотношению стеклообразующей и огнеупорной составляющих при нагревании до 1000°C в покрытии образуется жидкая фаза, обеспечивающая закрепление покрытия на поверхности металла, а также протекание процессов твердожидкостного спекания, приводящих к появлению тугоплавких новообразований, эффективно предотвращающих диффузию кислорода и печных газов к поверхности металла. Это и обусловливает высокую степень защиты от окисления при нагревании до 1000°C низколегированных легкоокисляющихся сталей.

Для экспериментальной проверки заявляемого защитно-технологического покрытия стеклокерамического типа для низколегированных легкоокисляющихся сталей были приготовлены 4 шихты предлагаемого покрытия и 1 шихта - прототип. Соотношение ингредиентов в указанных шихтах представлено в таблице 1 (в мас.%).

В качестве исходных компонентов использовали: датолитовый концентрат ГОСТ 46108-75; нефелин-сиенитовый концентрат МРТУ 6-12-10-66; шамот каолинизированный марки ШТА МРТУ 14-19-13-66; песок кварцевый ГОСТ 2251-77; глинозем технический марки Г-3 ГОСТ 6912-64; глину латненскую ЛТ-0 ТУ 14-8-152-75; триполифосфат натрия ГОСТ 13493-86; карбоксиметилцеллюлозу МРТУ 6-05-1267-70. Варку стекольной шихты осуществляли в корундовых тиглях емкостью 0,5 л в лабораторной криптоловой печи при температуре 1400-1500°C в течение 30-40 минут. Готовый расплав во избежание выщелачивания выливали на металлический лист. Покрытия готовили по следующей технологии: исходные компоненты измельчали до прохода через сито 10000 отверстий на см2, смешивали в указанных пропорциях, добавляли воду до влажности получаемых шликеров 40% и наносили окунанием на заготовки из низколегированных легкоокисляющихся сталей. Контроль толщины нанесенного слоя покрытия после естественной сушки осуществляли с помощью толщиномера типа ТПН-IМЦ. Толщина нанесенного слоя покрытия составляла 1,00±0,05 мм. Применение предлагаемых покрытий не требует предварительной специальной подготовки поверхности металла.

В качестве критерия защитного действия исследуемых покрытий был принят привес Δg металлических образцов из низколегированной легкоокисляющейся стали, покрытых защитным слоем при их выдержке в окислительной среде в течение 100 минут при температуре 1000°C. Кроме того, была оценена способность покрытий самопроизвольно отслаиваться от поверхности металла после службы, что чрезвычайно важно, поскольку позволяет существенно снизить объем трудовых и энергетических затрат при ручной и машинной зачистке стальных заготовок после термообработки. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Для сравнения в этой таблице приведены данные о величинах Δg образцов из низколегированной легкоокисляющейся стали без защитного покрытия при принятых условиях нагрева. Из таблицы видно, что при применении предлагаемого защитно-технологического покрытия стеклокерамического типа наблюдается существенное сокращение потерь металла в окалину как по сравнению с незащищенным металлом, так и по сравнению с покрытием-прототипом.

Таблица 2
Маркировка покрытия Δg·103, кг/м2 Отслаивание после службы
прототип 64,25 самопроизвольно
состав 1 40,70 легкое механическое воздействие
состав 2 38,25 самопроизвольно
состав 3 34,15 самопроизвольно
состав 4 39,65 легкое механическое воздействие
без покрытия 487,55 -

Использование изобретения позволяет существенно снизить потери низколегированной легкоокисляющейся стали в окалину при термообработке, а следовательно, уменьшить объем трудовых и энергетических затрат при ручной и машинной зачистке поверхности стальных заготовок после штамповки.

Защитно-технологическое покрытие стеклокерамического типа для низколегированных легкоокисляющихся сталей, включающее огнеупорный наполнитель в виде шамота каолинизированного и глины латненской, стеклообразующий компонент - стекло алюмоборосиликатное, отличающееся тем, что в него дополнительно вводят в качестве огнеупорного наполнителя глинозем технический, в качестве стеклообразующего компонента - нефелин-сиенитовый концентрат, а в качестве связующего - карбоксиметилцеллюлозу при следующем содержании компонентов, мас.%:

стекло алюмоборосиликатное 23,0-25,0
нефелин-сиенитовый концентрат 14,0-16,0
шамот каолинизированный 38,0-40,0
глинозем технический марки Г-3 18,0-20,0
глина латненская ЛТ-0 3,0-5,0
карбоксиметилцеллюлоза 0,3-0,5

при этом все материалы измельчают до прохода через сито 10000 отверстий на 1 см2, а стекло алюмоборосиликатное имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 70,0±0,5; Al2O3 - 8,0±0,5; B2O3 - 8,0±0,5; CaO - 7,0±0,5; Na2O - 9,0±0,5.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению деталей для автомобилестроения термомеханической обработкой горячекатаных и/или холоднокатаных стальных полос или листов, снабженных слоем покрытия из цинкового сплава.

Изобретение относится к устройствам для обдува газом поверхности движущегося полосового материала. .

Изобретение относится к устройствам для обдува газом поверхности движущегося полосового материала. .

Изобретение относится к конструкции водяной камеры, используемой в стане горячей прокатки. .
Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей.

Изобретение относится к области термической обработки холоднодеформированных труб, используемых при производстве парогенераторов энергоблоков с реакторами БН-600, БН-800.
Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам обработки высокопрочных аустенитных сталей, и может быть использовано, например, для изготовления высоконагруженных деталей в машиностроении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при индукционной термообработке изделий из легированных сталей и сложной формы одновременным или непрерывно-последовательным способом с вращением.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при индукционной термообработке изделий из легированных сталей и сложной формы одновременным или непрерывно-последовательным способом с вращением.

Изобретение относится к области химико-термической обработки. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении на непрерывном широкополосном стане горячекатаной листовой стали
Изобретение относится к области машиностроения

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано для поверхностной закалки цилиндрических полых тел по периметру сечения, в частности колец подшипников

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано для поверхностной закалки цилиндрических полых тел по периметру сечения, в частности колец подшипников

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению бейнитной стали, используемой для изготовления, в частности, брони

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для охлаждения стальных горячекатаных полос на отводящем рольганге непрерывного широкополосного стана перед смоткой в рулоны

Изобретение относится к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой со стекловидной покрывающей пленкой на основе форстерита и способу его изготовления, которые могут быть использованы для получения стального сердечника электрических устройств, таких как транформатор напряжения и электрический трансформатор

Изобретение относится к термической обработке доэвтектоидных низколегированных сталей и может быть преимущественно использовано при термической обработке сталей типа 20Г-20ГЛ

Изобретение относится к термической обработке доэвтектоидных низколегированных сталей и может быть преимущественно использовано при термической обработке сталей типа 20Г-20ГЛ
Наверх