Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите



Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите
Способ получения декоративных покрытий на стеклокремнезите

 


Владельцы патента RU 2595074:

Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)

Изобретение относится к способам получения декоративных покрытий на изделиях из стекла, в частности на стеклокремнезите. Способ получения декоративного покрытия на стеклокремнезите включает измельчение и рассев цветных стекол, подачу стеклопорошка в плазменную горелку и плазменное напыление. Стеклопорошок получают размером частиц 20-80 мкм путем измельчения цветного стекла и рассеивания на ситах, затем получают механическую смесь вышеупомянутого стеклопорошка и порошка цветного металла или сплава при соотношении 1:1, полученную смесь подают в порошковый питатель плазменной горелки плазмотрона, а плазменное напыление проводят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин. Обеспечивается снижение энергоемкости процесса и повышение качества конечного продукта при улучшении эстетико-потребительских свойств декоративного покрытия. 2 табл., 1пр.

 

Изобретение относится к способам получения декоративных покрытий на изделиях из стекла, в частности на стеклокремнезите.

Известен способ получения стеклокремнезита с огненно-полированной поверхностью [Будов В.М., Саркисов П.Д. Производство строительного и технического стекла. - М.: Высшая школа. - 1991. - 319 с.], включающий плавление, спекание, частичную кристаллизацию и отжиг с одновременной полировкой поверхностью.

Недостатком данного способа являются низкие эстетико-потребительские свойства декоративного покрытия, трудоемкость процесса и невозможность получения многоцветного покрытия, что снижает конкурентоспособность продукции.

Известен способ получения декоративных покрытий на стеклоизделиях [Бессмертный B.C., Крохин В.П., Панасенко В.А., Дрижд Н.А., Дюмина П.С., Колгина О.М. Плазменное стержневое декорирование сортовой посуды // Стекло и керамика. 2001. №6. С. 21-22], включающий операцию изготовления стержней из цветных стекол, накладку на изделие трафарета, ввод стержней в плазменную горелку и плазменное напыление.

Недостатками данного способа являются низкая производительность процесса декорирования и высокая энергоемкость, и как следствие, высокая себестоимость конечной продукции.

Наиболее близким решением к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ декорирования стекла и изделий из него методом плазменного напыления [Крохин В.П., Бессмертный B.C., Панасенко В.А., Дрижд Н.А., Никифоров В.М. Декорирование стекла и изделий из него методом плазменного напыления // Стекло и керамика. 1999. №3, с. 12-14], заключающийся в предварительном помоле цветных сортовых стекол, их рассеве на фракции 80-250 мм, подаче порошка в плазменную горелку, плазменном напылении стеклопорошка на стеклоизделиях.

Недостатком данного способа является низкие эстетико-потребительские свойства за счет невысокой величины коэффициента диффузионного отражения (КДО), высокая энергоемкость процесса и относительно невысокое качество декоративного покрытия.

Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости процесса, повышение качества конечного продукта при улучшении эстетико-потребительских свойств декоративного покрытия.

Технический результат достигается тем, что в плазменную горелку вводится механическая смесь порошков цветного стекла и цветного металла в соотношении 1:1 и плазменное напыление производят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин.

Изобретательский уровень подтверждается тем, что изменение способа подготовки напыляемого порошка с последующим плазменным напылением на изделиях из стекла, в том числе и стеклокремнезита, позволяет существенно повысить КДО за счет высокой отражательной способности цветных металлов, а также снизить мощность работы плазмотрона, так как на расплавление смеси напыляемого порошка стекла с металлом требуется меньшее количество энергии, чем для стеклопорошка.

Проведенный анализ известных способов получения декоративных покрытий на стеклоизделиях, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».

Пример:

В качестве исходных материалов брали плитку стеклокремнезита стандартных размеров 300×300×15 мм.

Для получения декоративного покрытия брали порошок алюминия ПА-4 по ГОСТ 6058-73 с удельной поверхностью 0,008-0,10 м3/г, насыпной массой 1050-1100 кг/м3 с содержанием примесей не более 1,0 мас. %.

Для плазменного напыления использовали стекло «селеновый рубин» со следующим химическим составом (масс. %): SiO2 - 56,5; Al2O3 - 0,5; Na2O - 1,0; K2O - 15,0; ZnO - 1,8; B2O3 - 1,2; Cd - 0,5; Se - 0,5.

Стекло «селеновый рубин» измельчали и рассевали на ситах. Для плазменного напыления использовали фракцию 20-80 мкм. Такая фракция быстрее плавится, чем фракция по известному способу (80-250 мм).

В предполагаемом способе с помощью лабораторного лопастного смесителя получали механическую смесь порошка алюминия и стеклопорошка. Данную смесь подавали в порошковый питатель электродугового плазматрона УПУ-3М, а из него в плазменную горелку ГН-5р.

Плитку стеклокремнезита устанавливали на пластинчатый конвейер со скоростью движения 0,15 м/с. Плазменная горелка специальным механизмом осуществляла возвратно-поступательные движения на пластинчатом конвейере со скоростью 0,10 м/с.

Параметры работы плазматрона: рабочее напряжение = 30 В, ток = 300 А. Плазмообразующим газом служил аргон, расход которого составил 0,6 м3/мин.

Оптимальные параметры плазменного напыления представлены в таблице 1.

В плазменной горелке ГН-5р под действием высоких температур происходит быстрое расплавление частиц стеклопорошка и порошка алюминия, и их коагуляция с образованием более крупных частиц, чем исходные порошки. Коагулированные частицы, состоящие из расплава алюминия со стеклом, размером 100-150 мкм, в процессе плазменного напыления соударялись с подложкой с вновь запыленными слоями. В зоне контакта происходили диффузионные процессы металла в разогретое стекло подложки (стеклокремнезита). Это обеспечивало более высокую прочность сцепления покрытия с подложкой, чем в известном способе.

Композиционное покрытие на основе селенового рубина и алюминия обладало более высоким КДО, чем в известных способах. Это существенно повышает эстетико-потребительские свойства стеклокремнезита с декоративным покрытием и его конкурентоспособность.

После плазменного напыления плитку стеклокремнезита снимали с пластинчатого конвейера, производили контроль качества и долговечности изделия. Долговечность и надежность покрытия характеризуется прочностью сцепления покрытия с основой. Показатели качества стеклокремнезита с декоративным покрытием представлены в таблице 2.

Пример контроля качества:

Для определения прочности сцепления покрытия с основой к лицевой поверхности приклеивали эпоксидной смолой металлический стержень длиной 150 мм и площадью 1 см2. После полимеризации эпоксидной смолы в течение 24 часов приступали к определению прочности сцепления с подложкой на разрывной машине R-0,5.

Изделие и стержень закрепляли в специальных зажимах разрывной машины R-0,5. После равномерного нагружения происходил отрыв покрытия от основы. Для испытаний брали 5 образцов.

Прочности сцепления декоративного покрытия определяли как среднее арифметическое:

δрз.=(13,8+14,5+15,0+15,5+16,2)/5=15,0 МПа.

Для плазменного напыления предлагаемый способ предусматривает использование таких порошков металлов и сплавов, как алюминий, медь, бронза, латунь. Данные металлы и сплавы обладают высоким КДО.

Способ получения декоративного покрытия на стеклокремнезите, включающий измельчение и рассев цветных стекол, подачу стеклопорошка в плазменную горелку и плазменное напыление, отличающийся тем, что стеклопорошок получают размером частиц 20-80 мкм путем измельчения цветного стекла и рассеивания на ситах, затем получают механическую смесь вышеупомянутого стеклопорошка и порошка цветного металла или сплава при соотношении 1:1, полученную смесь подают в порошковый питатель плазменной горелки плазмотрона, а плазменное напыление проводят при мощности работы плазмотрона 9,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к оправке для использования в прошивном стане для прошивной прокатки заготовки. Оправка содержит тело оправки, содержащее передний концевой участок и задний концевой участок, наплавленный слой, сформированный по меньшей мере на части поверхности переднего концевого участка тела оправки, и напыленное пленочное покрытие, содержащее железо и оксиды железа и покрывающее по меньшей мере поверхность, начинающуюся от заднего конца наплавленного слоя до конца заднего концевого участка тела оправки.

Изобретение относится к получению декоративного покрытия на изделиях из древесины. Поверхность древесины предварительно покрывают первым внутренним слоем из эпоксидной смолы и вторым внутренним слоем из эпоксидной смолы и порошка стекла в соотношении 1:1.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к изготовлению сменных режущих пластин с износостойким покрытием для металлорежущего инструмента. Способ включает изготовление основы и нанесение на нее износостойкого покрытия.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для модификации поверхностного слоя объемных изделий, например кардиоимплантатов. Установка ионно-плазменной обработки изделий содержит: рабочую камеру с источником ионов; шлюзовую камеру; вакуумный затвор; системы вакуумирования, прогрева и охлаждения рабочей и шлюзовых камер; пневмосистему; системы управления и электропитания, а также систему позиционирования обрабатываемых изделий, включающую механизм перемещения рабочего стола.

Изобретение относится к области ремонта лопаток газовой турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой, которая вследствие коррозионного воздействия по меньшей мере на одной боковой поверхности платформы имеет недостаточный размер.

Изобретение относится к плазменной технологии и может быть использовано для получения модифицированных ультрадисперсных порошков в едином технологическом цикле.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для защиты поверхности непрерывнолитых слябов из низколегированной стали перед нагревом их в методической печи под прокатку и последующей прокатки.

Изобретение относится к области изготовления ручного абразивного инструмента, в частности напильников и надфилей. .
Изобретение относится к области получения защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении и медицине. .
Наверх