Состав покрытия для защиты сталей от окисления перед горячей обработкой давлением

 

аа л пе„,„„, „, а, .сиз

Союз Советских

Соцкалмстическнх

Республик

>»> 121

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 03.01.79 (2I) 2708728/22-02 (51) М. Кл.

С 21)) 1Л0 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет—

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень ¹43 (53) УДК 621.785. .02(088.8) Дата опубликования описания 25.11.80

Л. Д. Свирский, Л. Л. Брагина, Л. И. Прихоцько, М, М. Латышева, Г, В. Неелова, Б. А. Мебель, Е. Н. Гришина, B. B. Гладкий, В. Г. Мангуш, П. Н. Зиновьев и Ю, В. Сивак (72) Авторы изобретения

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (7I ) Заявитель (54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАШИТЫ СТАЛЕЙ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ ПЕРЕД ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКОЙ

ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к составам цля прецохранения металла or окисления прн нагреве его перец горячей обработкой цавлением и может быть использовано цля защиты легкоокисляющихся сталей и сплавов в металлургической и машиностроительной промышленности от высокотемпературной коррозии при технологических нагревах перец прокаткой, ковкой, штамповкой.

Известен состав покрытия, соцержащий 20-50% полевого шпата, 50-80%

В О, 1-8% бентонита и 3-10% нелетучей органической связки (поливинилсте15 арат), применяемого цля защиты от окисления тугоплавких металлов циркония, вольфрама, титана, молибдена в ходе го-, рячей обработки при 1100 С и цля защиты инструментальной стали при 8001 150ЯС (1).

Указанный состав не может быть использован цля защиты от окисления сталь0

:ных заготовок при нагреве цо 1350 С перец прокаткой вслецствие недостаточно эффективного защитного от окисления действия при температурах. выше 1150 С.

Кроме того, применение этого состава усложняет наличие в суспензии токсичных растворителей (тетрахлорэтилена, три хлорэтилена, ацетона).

Известен также состав покрытия, соцержащий бентонит 40-60% и хлористый аммоний 5-15%, применяемый цля защи ты углеродистых сталей от окалинообрааанання (2 1

Эта шихта также непригодна цля защиты от окисления при нагреве цо

1350 С перец прокаткой заготовок иэ ле гкоокисляющихся сталей.

Известен состав покрытия, соцержащий,%: огнеупорный материал. 20-30, по верхностно-активное вещество 2-3, вода остальное 13 J.

Недостатком этого известного состава гакже является отсутствие йацежной эа1циты от окисления при нагреве цо

781219 4 щихся сталей при нагреве цо 1350 С. Н процессе формирования и службы покрытий проискодит взаимодействие между ис огнеупорными составляющими шихты (шамот, высокоглиноземистый мертель) и стеклосвязкой - полиметафосфатом натрия, результатом чего является спекание массы и кристаллизация новообраэован ний - муллита и алюмофосфатов, обеспеb»fô чивающих уплотнение покрытия и превращение его в барьер для кислорода и проа дуктов сгорания топлива в печи. Как устайовлено с помощью петрографического, рентгеноструктурного и дифференциальнод термического методов исследования, оптимальные условия протекания указанных процессов достигаются в случае соблюдения предлагаемых пределов содержания компонентов.

Пример. Йля получения покрытий приготавливают 6 составов, привеценных в табл. 1. Исходные компоненты

240

67

70

61

32

65 3

6.

Без покрытия

180

76

396

1350" С заготовок из легкоокисляющихс сталей..

Наиболее близкий к прецлагаемому сос тав покрытия содержит шамот, глинозем тый цемент и высокоглиноэемистый мертель 14 j.

Однако и этот состав покрытия не обеспечивает защиту от окйсления легкоокисляющикся сталей при нагреве в интервале температур 700-1350 С, поскол ку из-аа укаэанного в нем соотношения огнеупорных компонентов и глинистых м териалов и отсутствия стекловицной связки он не образует при этих темпера турах спеченного сплошного слоя.

Цель изобретения — повышечие качест ва защиты при нагреве до 1350 C.

Указанная цель достигается тем, что в известный состав безобжигового покрь тия, содержащий высокоглиноземистый мертель и каолинизированный шамот, goполнительно вводят полиметафосфат натрия и укаэанные компоненты находятся в следующем соотношении, вес.%

Высокогл иноземистый 25 мертель 5 0-70

Каопиниэированный шамот 24-38

Полиметафосфат натрия 6-1 2

Благодаря выбранному сочетанию ком- 30 понентов и наличию полиметафосфата натрия, который выполняет роль связки как при низких, так и при высоких температурак, предлагаемый состав обеспечивает защиту от окисления легкоокйсляювзвешивают в GBQBHHbIK пропорциях, тщательно перемешивают, после чего к шикте цобавляют воду до влажности массы

40% (допустимо предварительное растворение полиметафосфата в воде). Зятем покрытие наносят окунанием на сляб и контрольные образцы, которые нагревают в методической печи, отапливаемой

Ф газом, по принятой технологии, после чего слябы прокатывают на листы. Одновременно испытывают покрытие на основе известной шихты, а также металл, не защищенный покрытиями.

Таблица 1

781219

Таблица 2

1710 35

250

250

1690

35

285

1660

1650 80

1700 75

310

305

270

1560

Как явствует из табл. 1 и 2, лучшие результаты как по снижению потерь ме25 талла в процессе нагрева, так и по степени пораженности окалиной поверхности листов, защищенных покрытиями, наблюдаются в составе N. 3. Удовлетворительные результаты достигнуты также в случае составов N N. 2 и 4, содержание вводимых компонентов в которых находится в прецлагаемых пределах. Величина потерь металла, опрецеленная на контрольных образцах, нагревавшкхся вместе со 3S слябами, составляет соответственно

N. 3-65 гlм:ч, № 2-70 г/м.ч, 2.

N. 4 - 80 г/м .ч.

Я

В то же время при содержании в шихте покрытия компонентов вне предлагаемых пределов (составы NN 5 и 6) потери металла в окалину составляют 95 и

180 г/м .ч, а в случае покрытия из известной шкхты эти потери достигают

240 г/м .ч. Введение в состав шихты 4ф большего, чем прецлагается, количества огнеупорных компонентов, в,частности шамота - отощителя массы, приводит к недостаточному спеканию покрытия и ухудшению защитного действия (состав М 5), щ а введение меньшего количества шамота и большего количества мертеля — основного поставщика глинистого компонента при повышенном содержании полиметафосфата натрия обусловливает размягчение покрытия при температурах более 12ООС и ухудшение его способности препятствовать дкффузии кислорода к защищаемому металлу (состав М 6).

Худшее защитное действие, наблюдаемое в случае покрытия No. 1, взятого в качестве прототипа, является результатом недостаточного спекания массы в рабочем интервале температур иэ- а отсутствия связки-полиметафосфата натрия. Для сравнения в табл. 1 приведены данные о потерях металла в окалину на образцах не защищавшихся покрытиями (395 гlлА ) .

Покрытие иэ предлагаемой шихты характеризуется высокими значениями механической прочности как в сыром, так. и в обожженном вице (табл. 2) .

Таким образом, предлагаемый состав покрытия обеспечивает защиту от .окисления легкоокисляющихся сталей при нагреве цо 1350 С. Благодаря этому исклюо чается образование трудноуцалкмой окалины и, как слецствие, существенно снижается трудоемкость отделки листов и потери от эабракевания по причине выхода за пределы минусовых отклонений по толщине листа.

Формула изобретения

Состав покрытия цля защиты сталей от окисления перед горячей обработкой давлением, содержащий высокоглиноземистый мертель и коалинизированный шамот, отличающийся тем, что, с целью повышения качества защи о ты при нагреве до 1350 С, он дополнительно содержит полиметафосфат натрия

4 . IC °

7812 при следующем соотношении компонентов, вес.%:, Высокоглиноземистый мертель 50-70

Каолинизированный

5 шамот 24-38

Пол иметафосфат натрия 6-1 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

19 8

1. Цатент США 14 3295346, кл. 72-41, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

И 309960, кл. С 213)1/68, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

М 652228, кл. С 21 Xl 1/70, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР

% 528289, кл. С 04 В 35/18, 1975.

Составитель А. Секей

Редактор А. Маковская Техред А.Ач Корректор В. Синицкая

Заказ 8192/22 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4