Состав стержня тиглеографа для нанесения огнеупорных надписей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советскик

Социалистических

Республик (u)9?3581 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01Р980 (21) 2986834/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 151132, Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 1511.82 (И}М.К .

С 09 0 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3j УДК 667. 56 (088.8) О.E. Модебадзе и А.Н. Мумладзе (72) Авторы изобретения

1

"3

Институт кибернетики АН Грузинской CCP (71) Заявитель (54) СОСТАВ СТЕРкНЯ ТИГЛЕОГРАФА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ОГНЕУПОРНЫХ НАДПИСЕЙ

7, 9-25,0

Изобретение относится к производству карандашей для нанесения. огнеупорных надписей на металлические поверхности в температурном интервале до 1000 С. Его можно также применять для нанесения огнеупорных надписей на окрашенные и керамические поверхности.

Известен карандаш (стеклограф) имеющий следующий состав, в.ч.г стеарин, говяжье сало, воск — 9, железный сурик — 6, поташ — 4 (1 3.

Однако указанный карандаш содержит малое количество железного сурика (31,66%) и поэтому при высоких температурах после выгорания органических веществ, надпись получается нечеткой или вовсе исчезает. Карандаш со" держит дорогостоящие компоненты воск, говяжье аало.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является паста

"Тиглеограф", содержащая, вес.%г

Связующее 28,5-55,5

Кварцевый песок (sio ) 1-3

Закись .олова 0,5-1,5

Металлическая пудра 40-70 (2 J.

Однако нанесенные этой пастой надписи теряют четкость при 800 С (при этой же температуре цвет надпи си меняется на чеРный). При длительном выдерживании при высоких температурах (более 0,5 ч) из-за улетучивания тиглеографа, надписи исчезают. Кроме того, данным тигдеографом трудно наносить надписи на полированные металлические поверхности из-эа плохой адгезии (связующего к металлам.

Цель изобретения — получение огнеупорных надписей на металлических поверхностях, стойких к длительному воздействию высоких температур и повышение адгезии к металлической поверхности.

Поставленная цель достигается тем, 20 что состав стержня тиглеографа дпя нанесения огнеупорных надписей, включающий двуокись кремния, дополнительно содержит алебастр CaSO<.0,5 Hg окись магния, окись алюминия, окись

25 бора и воду прн следующем соотношении компонентов, вес.%:

АлебастрCaSO4" 0,5 Н О 52,4-62,8

Двуокись крем30 ния

9 3581

Окись магния 7,5-13,2

Окись алюминия 3,0-8,0

Окись бора 3,0-5,0

Вода Остальное укаэанные компоненты в состав тиглеографа вводят с применением ,химически чистых или технических рее активов. Двуокись кремния используют тщательно молотым, просеянным через сито (20-200 меш/см марки "ЧДА" или ,технический).

С применением алебастра и других

Укаэанных компонентов образуется масса, которая не выгорает при высоких температурах (до 10.0ООС) с металлических поверхностей в течение продолжительногo времени (не менее

30 мин, при 98 0 С) и дает возмож. ность маркировать такие металлические детали, заготовки и т.д., которые обрабатываются или обжигаются при высоких температурах.

Вместе с тем, данная композиция компонентов дает возможность изготовить лягкий (с твердостью по шкале

Мооса порядка 1,5) или твердый (с коэффициентом твердости 3) тиглеограф„ что, в свою очередь, обеспечивает в.,высокую адгезию тиглеографа к металлическим поверхностям и существенно упрощает нанесение надписей на укаэанные поверхности.

Изготовляют тиглеограф по следующей технологии: молотые порошки оКсН дов магния, алюминия, кремния„ бора а также алебастра (CaSO< 0,5 Н2О) .тщательно перел ешивают, обрабатывают водой до такой консистенции ког да полученную массу возможно заливать в специальные металлические формы. И- -за того, что алебастр быстро твердеет, вторичное технологическое перемешивание следует провоцить быстро и закончить в течение нескольких минут. Перемешанную массу заливают в специальные формы и сушат гри 20-60 С в течение 8-24 ч.

Изготовленные таким образом .тиглеотрафы готовы к применению.

При изготовлении тиглеографа следует предусматривать некоторые моменты технологического процесса,связанные с превращениями алебастра во время обработки массы тиглеографа водой и при последующей сушке, а также при применении карандаша при высоких температурах.

Алебастр получают путем термичеекой обработки минерала гипса (водная сернокислая соль кальция CaSO< ° 2Н 0) при 120-190"C. Ксли термообработку производить при нормальном (атмосферном) давлении, то образуется р-полугидрат — порошок обладающий повышенной водопоглощаемостью при тверденни (60-654} с удельным весом

2,67-2,68, р --полугицрат является основной составной частью алебастра.

При термообработке гипса под давлением (1,3 атм) образуется с --полyгидрит †вещество кристаллического строения, с удельным несом 2,722 73 отличающийся пониженной водопоглощаемостью при твердении, чтб обеспечивает его повышенную прочность. При обработке массы шихты данного тиглеографа водой, алебастр (CaSO+ 0,5 Н О - полуводный гипс) присоединяет воду по реакции:

2CaS04 0,5Í20 + 3Н20 - 2СаЬО - 2Н О.

После присоединения воды алебастр гидротируется — твердеет и вновь переходит в кристаллический двуводный гипс. Остальные компоненты шихты тиглеографа никаким химическим прев" ращениям не подвергаются. d результате пересыщения водой раствор частично переходит в коллоидное состоя2(1 ние. По мере испарения избытка воды при сушке происходит кристаллизация двуводного гипса, вследствие этого масса становится более густой и теряет подвижность. Залитая в формы

25 масса тиглеографа приобретает твер» дость, но в ней остается вода, которая химически связана с алебастром.

При температурах выше 180 С в мас-, се тиглеографа вновь может образоваться алебастр, а при 350 С появляется нерастворимая форма безводного

CaS04 - т;н. ангидрит. Выше 500 С образующийся нерастворимый безводный Са504 воду уже не присоединяет и может взаимодействовать с другими компонентами тиглеографа (например с В 05). При температуре выше

900 С могут образоваться основные соли состава СаБО, СаО (т.н. гидравлический гипс). Но при этих температурах образуется сложный продукт взаимодействия алебастра и оксидов, входящих в состав тиглеографа, который вжигается в поверхность металла и дает четкие опечатки белого цвета.

Тиглеограф можно применять для нанесения огнеупорных надписей на металлические поверхности, не выгорающие при высоких температурах (до

1000 C) в течение процолжительного

50 времени.(не менее 0,5 ч, например, при 980 С. Надписи наносятся при незначительных усилиях (порядка 25 н/см ).

Пример . 1. Изготовляется огнеупорный тиглеограф следующего состава, вес,Ъ: CaS04 -0,5 Н20 52,4, Hg0 7,5, А)дО 3, 5(Og 25,0, В О Зз

Н О 9,1. Молотые оксиды магния, алюминия, кремния, бора, а также алебастра (CaSO i/2 Н О) тщательно перемешивают, в дальнейшем добавляют воду (до 0,4 кг, или 0,4 л) и полученную смесь вновь тщательно и быстро (в течение 2-5 мин).перемешивают.

Укаэанную массу заливают в металли973581 ческие формы, например диаметром

15 мм и длиной 100 мм и сушат при

25 и течение 24 ч. Полученный тиглеограф готов к употреблению. Нанесенные при незначительном усилии (2 н/см ) тиглеографом надписи на .стальные поверхности характеризуются белым цветом, после нагрева при

9В0 С они сохраняются в течение

0,5 ч и не меняются при следующем охлаждении металла до комнатной тем« пературы в течение 3-24 ч. Четкость надписи относительно известного сос(тава выше 800 C возрастает на 20%, светоотражение на 15%. Лдгезия возрастает в 1,5 раза, а усиление для нанесения надписи уменьшается на

100-200%.

П р и и е р 2. Изготовляют огне- упорный тйглеограф следующего состава,вес.%: CaS04.0,5 Н О 62,8, Н90 10,5, А!ДОР 3,5, S(02 7 9, B О 3,5, Н О 11,8. Первоначально тщательно перемешивают оксиды магния, . алюминия, кремния, бора, а также алебастр (CaSO4 0,5 Н О), затем добавляют воду (до 0,5 л) до получения жидко-текучей массы и полученную смесь вновь тщательно и быстро (в твчение 2-5 мин) перемешивают. Указанную массу заливают в металлическую форму, например диаметром 15 мм и длиной 100 мм, сушат при 60 С в течение 8 ч, сухой тиглеограф обвертывают металлической фольгой, а также в случае необходимости нанесения тонких надписей, подтачивают с краев.

Нанесенные тиглеографом на стальные поверхности надписи после нагрева до 900ОC не выгорают в течение

1 ч и сохраняются без изменения при последующем охлаждении металла до комнатной температуры в течение

24 ч. Четкость надписи выше 800 С относительно известного состава возрастает на 25%, светоотражение на

20%. Адгезия данного тивлеографа к металлическим поверхностям возрастает в 1,5 раза, а усилие для нанесения надписей уменьшается в 2 раза.

Пример 3. Изготовляют огнеупорный тиглеограф следующего состава, вес.%: CaS04 .0,5 Н О 55,6, И90 13,2, Ы 03 8, S)01 7,9, В 0% 5Р

Н10 10,2. Смесь молотых оксидов магния, алюминия, кремния, бора, и алебастра (CaS04-0,5 Н О) тщательно перемешивают и заливают водой (до 0,5 л) до получения жидко-текучей массы, которую тщательно перемешивают в течение 2-5 мин, переносят в металлические форма и сушат при температуре окружающей среды в течение 24 ч. Отвердевшие пористые тиглеографы пригодны для нанесения огнеупорных надписей при усилии 5 н/cM °

Нанесенные тиглеографом надписи на стальные. поверхности при 800 С не выгорают в течение 2-х ч и сохраняются без изменения. При последующем охлаждении металла до комнатной температуры в течение 24 ч, четкость надписей возрастает на 30%, а свето1О отражение в видимой части спектра на 25%.

Время выдерживания надписей, сделанных данных тиглеографом, при высоких температурах, относительно

15 известного, увеличивается на 1РО200%, в 1,5-2 раза увеличивается адгеэия к поверхности металла, на . 100-200% понижается величина усилия, необходимая для нанесения надписей, (2() на 15-30% увеличивается четкость надписи и на 15-25% светоотражение надписей в видимой части спектра при температурах выше 800ОС. Твердость данного тиглеографа по шкале

25 Иооса лежит в пределах 2,5-3,5.

Относительно стеклографа (1 3 предлагаемый тиглеограф характеризуется следующими преимуществами: нанесенные стеклографом надписи полностью

gg исчезают или остаются в виде нечетких отпечатков при температурах 400500 С. Надписи нанесенные предлагаемым тиглеографом остаются четкими до температуры 1000 С, четкость надписей увеличивается на 40-90%, стеклографом надписи наносятся при усилии

10-30 н/см, предлагаемым тиглеографом — при усилии 2-5 н/см, стирание надписи, нанесенного стеклографом . происходит за 0,1-0,3 ч при полиров" ке поверхности металла крокусом на .станке,ДРШ-200 под давлением 0,30,9 н/сй при использовании предлагаемого тиглеографа укаэанное время составляет 0,5-0,8 ч.

45 ;1ре„агае, и, иглеограф изготавливается из материалов выпускаемых промыаленностью. Получение белых четких надписей на металлические поверхности, не выгорающих при дли50 тельном выдерживании металлических заготовок или изделий при высоких температурах, а так же существенное увеличение адгеэии материала тиглеографа к поверхности металла, сниже55 ние усилий при нанесении надписей гарантируют получение значительного экономического эффекта при его использовании.

В таблице представлены данные по

Q) свойствам предлагаемого карандаша (тиглеографа) в сравнении с известным.

973581

Предлагаемая композиция

I 1

Известная композиция (2) Показатели свойств

Пример 1 пример 2 пример 3

Огнестойкость тиглеографа наименьшее время сохранения четкой надписи на Практически металлической поверх- не выгораности, при 800 С ет

900 С

980оС

3,4

3,2

0,2

0,1

0,45

0,55

0,5

800

980

960

990

1,6 1,8

3 5

1,.5

Давление при нанесении надписей, н/см

0,3

0,8

0,7

0,5

4О рают при высоких .температурах и поэтому надписи остаются четкими и после многократного нагревания метал-, лических поверхностей. Если до 800ОС нанесенные известным тиглеографом надписи являются более четкими, то выше 800ОС четкость надписей, нанесенных предлагаемым тиглеографом, возрастает на 20-30%, а светоотражение в видимой области спектра на 20-25%.

Таким образом, нанесенные тиглеографом надписи на стальнЖ поверхности не выгорают при 980ОС и сохраняются в виде белой четкой надписи в течение 0,5 ч (в известном надпись выгорает при 800ОС), при 900 С— в течение 1 ч, при 800 C — в течение

2-3-.х ч в известном серебристый цвет надписи переходит в черный).Ниже 800 С нанесенные тиглеографом надписи практически не выгорают. вдгезия данного тиглеографа к металлическим поверхностям, увеличена в

1,5-2 раза и надписи производятся при незначительном усилии (порядка 26 н/см, в случае предлагаемого тиглеографа и до десяти н/см поверхности известным тиглеографом). Надписи,нанесенные предлагаемым тиглеографом не стираются с поверхности металла при полировке на станке ДРШ-200 в течение 0,5-0,8 ч под давлением 0,30,9 н/м"1. В известном в идентичных случаях, надписи стираются за 0,10,4 ч.

Вместе с тем, в состав тиглеографа не входят вещества, которые выгоФормула изобретения

Состав стержня тиглеографа для нанесения огнеупорных надписей, включающий двуокись кремния, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения огнеупорных надписей на металлических поверхностях, стойких к длительному воздействию высоких температур и повышения адгеэии к о металлической поверхности, он дополнительно содержит алебастр

CaS04 ° 0,5 Н О; окись магния, окись ,алюминия, окись бора и воду при следующем соотношении компонентов, 4З вес.%:

Максимальная температура сохранения четкой надписи на металлической поверхности, С

КоЪффициент твердости (по шкале Mooca) Адгеэия Надписей к поверхности металла для мягкого тиглеографа); время стирания

-надписей ври полировке поверхности металла крокусом на станке

ДРМ-200 под давлением 0,3-0,9 н/см, ч .

0,5 (переходит в

Практически Практически черный цвет) не выгора- .не -выгорает ет

973581

52,4-62,8

7,9-25,0

7,5-13,2

3,0 -8,0

3,0-5,0

Остальное

Составитель:Г.Бровкина

Редактор И.Касарда Техред H.Гайду Корректор О.Билак

Заказ 8612/27 Тираж 661 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Алебастр

-СаSO+ 0,5 И О

Двуокись кремния

Окись. магния

Окись алюминия

Окись бора

Вода

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник химика, т.1,.

Л. "Химия", с. 1052.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2902183/23-05, кл. С 99 0 13/00, 1980 (прототип).