Покрытие для защиты от окисления никеля и его сплавов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ983146 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено ОМ781 (21) 3309738/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 23.1 82. бюллетень йо47

Дата опубликования описамия 231282 щм.кл.

С 21 0 1/68

С 03 С 7/OI".

С 22 F 1/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

153) УДК 666. 293.

° 522-669 ° 246 (088. 8) -.

О.II. дробич, Г.И. -Гуляев, П.И. Чуйко, Т.Л. Карасик и A. Р. Пименов

1 (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт трубной пром:ылеййости-,.... (71) Заявитель (54) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЭАЩИТЫ ОТ ОКИСЛЕНИЯ НИКЕЛЯ

И ЕГО СПЛАВОВ

15

30

Изобретение относится к защитным покрытиям и может быть использовано для защиты от окисления никеля и никелевых сплавов при их высокотемпературном нагреве перед деформацией и при термообработке.

В процессе высокотемпературного нагрева никеля и сплавов на его основе происходит окисление поверхности и образуется значительное количество трудноудаляемой окалины.

Во избежание последнего на поверхность металла наносят защитное покрытие.

Известно защитное покрытие для никеля, состоящее из окиси хрома

Сг 0 и окиси кремния 5 0 . Сначала металл покрывают гальваническим способом тонким слоем хрома (до 1мкм), а затем наносят водный раствор окиси кремния, стабилизированный щелочным металлом. После сушки проводят термообработку, в результате которой образуется покрытие зеленого цвета.

Покрытие наносят для защиты металла (до 1200 C) от окисления при проведении операций горячей прокатки и вытяжки (13.

Однако зто покрытие имеет ограниченные воэможности практического применения из-эа высокой стоимости

{в состав покрытия входит дорогостоящий и дефицитный хром).

Известно также для защиты никелевых сплавов огнеупорное стекловидное керамическое покрытие на основе стекла, содержащего, вес.%: окись кремния 25-35; окись бора 12-25; окись титана 15-25 и окись цинка

4,6 2 ).

Недостатком данного покрытия является также ограниченное его практическое применение из-за дефицитности составляющих компонентов, дороговизны их и необходимости организации трудоемкого специализированного производства стеклянной фритты, включающей операции подготовки сырьевых материалов, их доэирования, .смешивания, сплавления в специальных стекловаренных печах при температуре более 1350оС, грануляции в воду, сушки, помола и т.д. Отсутствие такого производства приводит к тому, что стеклянные покрытия в практике обработки металлов давлением не находят широкого применения и предпоч тение.отдают покрытиям, содержащим легкодоступные компоненты.

983146 греие

ca) ов я

ытие, ат, датом

Та блица 1:

Состав

25,0

24,5

37,5

50,5

1

39,0

24,0

38,5

12,3

24,7

10,8

30,0

21,7

21,5

18,7

9,3

51 0

22,0

18,0

9,0

10,0

68, Известный

22,0 про«5 мм беэ- 60 го ромыа м

110 С. 65

Наиболее .близким.по технич ской сущности к предлагаемому явля тся защиуно-смазочное покрытие дл труднодеформируемых сталей и спла ов на основе нефелинового концен рата с размером частиц более 0,1-2,0 мм, в которое в качестве связки добавляют жИдкое стекло (5-10) и во у Г31.

Однако известное покрытие предназначено для защиты металла только ! в течение времени горячей дефо мации. При использовании его для защиты металла при высокотемперату ном нагреве (или термообработке) о о сгорает и способствует усилени высокотемпературной коррозии на ваемого металла.

Цель изобретения — обеспече длительной защиты (до одного ча от окисления никеля и его спла при высокотемпературном нагрев (до 1230ОС).

Поставленная цель достигает тем, что защитно-смазочное пок содержащее нефелиновый концент жидкое стекло и воду, содержит литовый концентрат при следующ соотношении компонентов, вес.%

Нефелиновый концентрат 24,5-5

С целью сохранения шликера, обеспечивающ чивость, суммарное сод центратов должно наход делах 63 -72%. Поэтому содержанию нефелиново соответствует минимал ние датолитового конце трата.

Испытания составов покрытий водят на образцах размером 20 4 иэ никеля марки МП1А. Образцы жиривают окисью магния до полн смачивания поверхности водой, вают в проточной воде и сушат воздухе. Затем образцы окунани покрывают шликерами и сушат пр

Датолитовый концентрат 21,5-38,5

Жидкое стекло 9,3-12,3

Вода Остальное

Нефелиновый концентрат является вторичной продукцией апатитового производства. Датолитовый концентрат является недефицитным продуктом переработки природных боросиликатов.

Предлагаемое покрытие на изделия

10 наносят шликером. Нефелиновый и датолитовый концентраты предварительно измельчают до частиц размером менее 0,1 мм.

15 Шликер для нанесения покрытия готовят путем тщательного перемешивания расчетного количества компонентов до получения устойчивой суспензии. Полученный шликер наносят окунанием или кистью на .поверхность предварительно обезжиренных образцов.

После сушки покрытия на.образцах при 110ОС их помещают в печь для высокотемпературного нагрева.

Приготовлены и опробованы защитные покрытия, состав которых приведен в табл. 1 .(содержание компонентов составов 1 и 5 выходит за предлагаемые граиичные пределы).

После сушки производят осмотр образцов на отсутствие трещин и отслоений покрытий и образцы вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Качест.во защиты определяют визуально по состоянию поверхности охлажденных образцов, н по наличию прогаров на покрытии .оценивают защитную способность покрытий.

Консистенцию шликера "К" определяют весовым методом в граммах сухого вещества на квадратный дециметр поверхности образЦа.

Результаты исследований приведены в табл. 2.

1 а

1 о

1

1 з

А н о

Ц о

I о

fs х Ф

Р(Х !

6 Х

Ф (6

4 Ф

Х н 6

K ,о @м о

Фо цо

Q (! о

gw с

Ф о х

3 о

Ц !

6 о

I о

I о х х (6

Р 0,e

3 õ мы ! o m хе

1 0, 9 О хо х Ф, ох ох ох

I (6 а о оФ ц 3

4О

1 .I х э х 0

I Й Ф

Х Р

1 Ф

Н (6

I. O 0, х 9 ох

I х х

I 2 g х (6

5о

ФО

K (6 1

6Ъ !4 х (6

Ц

А хо

Я (6 1

Н 11 о !б

1 н о

I Х

) (6 н

I Q о о

I 1 Ф

1 Х

1 (6

1 1б

"! о

„,! а

Ю

I 4

1 (6 ! Ф

Е а

1

1

1 IL

1 Х

1 Х

I O

1 Ц

1u

1»ь

3 ! х

I Х

1 О

1 9

1 Х

° х

1 И

1 Ж

I Н

1 3 ! а I Х ! о

I Х

I Ф

1 х ! х ! х .! о н о

:! о

X g х ле х (6 и

90(@ ое

904

Ф (б ой хо

A 0

1 И нх х (б н (6 О

Х 9

Я g Р\

Ф о ж 6! а с д (6

Ф»

0,+

Ф х . оа х и

O6I5

g (6

Ф ЦО

+ g((I

Ф (6

Ой хо

4 О( И

Н Х

Х (6 н (6 О х Ф

N 3 6I

Ф о и 1б а

1 I

1

1

1

1

I с

Ф, 3 3 аo

4 Х о а-о

I х

g x х а3 Õî оок е хо х

А

Ц х (6 н со о (.

I Ф I б Ж Х

I.

1

l

I с<

Э Ф оо и o, х (6

А б иЪ

10 с (6 Р()

1 о !б

983146 х (б х

A цв

Х с

IOO (6 е

Н I ох

Щ а

Ф Ф

Ой х о д Р(Ц И

Э н х

° Х (6 н (6 О х э

Р! Я

S

1 о а

Ф (6

О4

*о (II 0(!

Х

Х (6

6 Н мо х Ф э 3

Ф

3 х 3 ма

Ц (6

9 и цо на

О Р

I6

О(Э о Ф но ох ха аЭ

4 3

» о

F0 х н

Ф

;л а х

4 (б

Ре (! о о о х

С()

I х" х (6 Х

6I X X оа

Х 4О х 10

I6 I6 (6 Н цо

ИЦ

1g

Ф о х х

О н хо о

2 х ах

I6, 0 и Э ох ао

И !б о

В; а

IO c (6 1

Н !!

983146

Формула изобретения

21,5-38,5

Сос

Редактор Г. Беэвершенко Тех

Тираж 587 Подписное авитель Ю. Гусев ед Л.Пекарь Корректор М. Демчи к

Заказ 9В40/30

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Иэ табл. 2 видно, что предлагаемые составы защитного покрытия обеспечивают получение стабильной консистенции, сплошного покрытия, инерт ны по.отношению к никелю и защищаю ело ок окисления (после удаления покрытия в щелочном расплаве при

400 С следов окисления не отмечено).

Использование составов 1 и 5, содержащих в количествах, выходах и эа граничные пределы, не обеспеч вает получения устойчивой консисте ции суспензин, затрудняет равномер ное нанесение покрытия на образцы.

В результате покрытие прогорает на кромках образцов.

Использование известного защитив смазочного покрытия, несмотря на удовлетворительную консистенцию и сплошность покрытия, не обеспечива т защиту никеля (покрытие сгорает и реагирует с металлом, а образцы. окисляются). При этом для удаления окалины и остатков покрытия образ необходимо подвергать длительному травлению в плавиковой кислоте, крайне вредной для обслуживающего персонала.

Предлагаемое покрытие по сравне нию с известным имеет следующие преимущества.

Обеспечивается защита никеля и

его сплавов при высокотемпературно нагреве до 1230 С в течение 1 ч.

Покрытие после обжига сплошное, бл с тящее, полностью отсутствуют следы окисления в отличие от известного покрытия, по всей поверхности кото рого после обжига имеются прогары и продукты окисления (окалина под покрытием). Это удешевляет и упрощает технологию горячей обработки никеля.

Улучшаются санитарно-гигиеничес5 кие условия труда и техника безопасности, так как исключается выделение паров фтора (предлагаемое покрытие удаляется в щелочном расплаве, известное — в растворе плавиковой

1О кислоты).

Покрытие для защиты от окисления никеля н его сплавов, содержащее нефелиновый концентрат, жидкое стекло и воду, отличающееся тем, что, с целью обеспечения длительной защиты от окисления при высокотемпературном нагреве, оно содержит датолитовый концентрат при следукщем соотношении компонентов, вес.Ф:

Нефелиновый концентрат 24,5-50,5

Датолитовый концентрат

Жидкое стекло 9 3 12 3

-ЗО Вода

Осталь ное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ю 3861938, кл. 117-31, опублик. 1975..

35 2. Патент США 9 2829062, кл. 106-48, опублик. 1958.

З..Авторское свидетельство СССР

I1 490520, кл. В 21 С 23/32, 1976 .