Склокристалічна зносостійка емаль

Склокристалічна зносостійка емаль, яка містить оксиди кремнію, стронцію, натрію, ЛІТІЮ і хрому(ІІІ), яка відрізняється тим, що вона додат Гаданий винахід відноситься до складу силікатних емалей для захисту низько легованих сталей від корозії і зносу Цей винахід може бути використаний в сільськогосподарському виробництві при експлуатації тваринницьких ферм (трубопроводи, автонапувалки, електрощитки, деталі обладнання кормокухонь і ІНШІ), тракторів (пари тертя), а також для захисту окремих деталей сільськогосподарських машин, які працюють в надзвичайних умовах при внесенні гербіцидів, мінеральних добрив, ХІМІЧНИХ засобів захисту рослин і інших, розчини яких являються сильними корозійними середовищами В зв'язку з цим створення зносостійких антикорозійних покриттів для захисту сільськогосподарських машин і обладнання набуває певної актуальності Воно може бути також використаним для експлуатації хімічної апаратури і обладнання, працюючих в надзвичайних умовах Відома зносостійка склокристалічна емаль для сталі (а с СРСР №697417, кл Соз с 7/00), яка має наступний склад, в мас, %, SiO2 51 -ь 69, Na2O 2 * З, К2О 2 * 4 , Li2O 3 * 5 , АІ2О3 4 * 6 , SnO2 3 * 5 , СаО 1 * 3, SrO 4 * 6, Сг2О3 1 * 3, Fe2O3 3 * 4 , ZnO 8 * 10 Вказана емаль володіє задовільними даними по ВОДОСТІЙКОСТІ (0,028 - 0,040мг/см2), але характеризується підвищеними показниками крихкості 2,1 - 2,4, що вказує на знижену мікротвердість Окрім того, покриття має звужений інтервал випалу, що зв'язано з його невисокою технологічністю Відома емаль для сталі, стійка до корозійного ково містить оксид кадмію, оксид кобальту(ІІ) і оксид цинку при наступному співвідношенні (мас %) 72 s,o2 >°75,0 3,5-5,0 6,0-9,0 2,0-3,0 4,0-6,0 2,0-3,0 1,5-3,0 1,5-2,5 Na2O І_і2О ZnO SrO CdO CoO Сг 2 Оз зносу і ерозійного зносу (а с СРСР №613582, кл Соз с 7/04), яка має наступний склад в мас, % SiO2 - 54 - 64, Na2O - 12,5 -15,0, К2О - 5 * 9, L 2 O 10 * 15 SrO - 4 * 6, Сг2О3 - 1 * 3 , ZnO - 7 * 1 2 Покриття володіє високими показниками по ХІМІЧНІЙ СТІЙКОСТІ Данні проводостійкість відсутні Відома корозійностійка склокристалічна емаль (а с СРСР №496802 кл Соз с 7/00), яка має слідуючий ХІМІЧНИЙ склад в масі % SiO2 - 66 * 80, Na2O - 5 * 9 , ТЮ2 - 1 * 5 , Li2O - 3 5 * 7 , MgO - 2,6 * 5 Сг2О3 - 2 * 4 , АІ2О3 - 0,5 * 1,4, ZnO - 1,6 * 1,9, S2O - 2 * 4,5 Ця емаль має низьку лужностійкість (0 5 - 0,83мг/см2), що одночасно вказує на низьку ВОДОСТІЙКІСТЬ емалі Дані що до ЗНОСОСТІЙКОСТІ І мікротвердості відсутні Відома зносостійка склокристалічна емаль 496801 кл Соз с 7/00), яка складається з слідуючих компонентів, в масі % SiO2 - 68 * 79, Na2O - З * 12, І_і2О - 5 * 9 5 , С г 2 О 3 - 1,5* 4,5, ZnO - 5 * 16 Зазначена емаль має високі ударотривкі характеристики 1,0 - 1,5кгм (10 - 15Дж), що мабуть зв'язано з підвищеною мікротвердістю Решта даних по ЗНОСОСТІЙКОСТІ і ВОДОСТІЙКОСТІ відсутні Як найближчім прототипом і базовим складом гаданого винаходу може послужити випробуване в екстремальних умовах експлуатації (стендові випробовування) склокристалічне зносостійке покриття по а с СРСР №1361916 кл Соз с 8/08, що має склад, в масі %, SiO2 -61,7 * 75,2, ZrO2 - 4,5 * 5,5, SrO - 8,4 * 11,6, Сг2О3 - 1,5 * 3, Na2O - 4,0 * 1 ГО Ю 54737 оксиди, кадмію, кобальту (П), цинку При цьому 6,5 Li2O - 9 •• 9,5, P2O5 - 0,2 •• 0,70, V2O5 0,3 ч-1,5 * * Зазначена емаль володіє слідуючими властивостями 1 Оптимальна температура 860 - 880 випалу, °С 2 КИСЛОТОСТІЙКІСТЬ, МГ/СМ' 3 Лужностійкість, мг/см 4 Термічна СТІЙКІСТЬ, °С 5 Тривкість до удару, Дж 6 ЗНОСОСТІЙКІСТЬ гр/хвХ10 3 7 ВОДОСТІЙКІСТЬ, МГ/СМ2 0,06-0,10 0,35-0,50 440 - 460 9-11 0,06-0,11 0,05-0,11 8 Мікротвердість, кг/мм2 680 - 720 Ця емаль володіє досить високими термомеханічними властивостями і задовільним комплексом технологічних параметрів, однак має невикористані резерви по підвищенню ВОДОСТІЙКОСТІ і мікротвердості, безпосередньо зв'язаної з ЗНОСОСТІЙКІСТЮ Поліпшення цих властивостей надзвичайно важливе при експлуатації сільськогосподарської техніки і обладнання в умовах надмірних опадів і ерозійного зносу В основу винаходу поставлено задачу удосконалити склад емалі шляхом зміни КІЛЬКІСНОГО І ЯКІСНОГО складу, який забезпечує одержання підвищення мікротвердості і ВОДОСТІЙКОСТІ покриття Для рішення зазначеної задачі в склокристалічну емаль синтезовану на основі оксидів кремнію, стронцію, натрію, ЛІТІЮ, хрому додатково введені вміст вказаних оксидів повинен бути в слідуючих межах, в масі % SiO 2 72,0-75,0 Na2O 3,5-5,0 Li2O 6,0-9,0 ZnO 2,0-3,0 SrO 4,0 - 6,0 CdO 2,0-3,0 CoO 1,5-3,0 Сг2Оз 1,5-2,5 Введення CdO і ZnO саме в зазначених межах дозволяє досягти зазначеної мети Оксиди цинку, кадмія, збагачуючи матрицю скла, сприятливо впливають на ВОДОСТІЙКІСТЬ покриття, а СоО, покращуючи МІЦНІСТЬ зчеплення покриття, збільшує його мікротвердість Вище зазначених меж оксиди цинку, кадмія і кобальту втрачають свої функції, так як покриття, підвищуючи ступінь своєї кристалічності, стає більш жорстким і дефектним, що одночасно негативно впливає як на ВОДОСТІЙКІСТЬ так і на мікротвердість покриття Виходячи за нижні межи, ми не досягаємо помітного покращення властивостей Прикладом здійснення гаданого винаходу можуть слугувати склокристалічні емалі, склад яких приводиться в таблиці 1 Таблиця 1 Склокристалічні зносостіики емалі Компоненти емалі SiO 2 Na2O Li2O ZnO SrO CdO CoO Сг2Оз Склад «а» 72,0 3,5 9,0 2,5 6,0 3,0 1,5 2,5 Склад компонентів (мас%) Склад «б» Склад «в» Склад «г» 74,0 75,0 71,5 4,5 8,0 2,0 5,0 2,0 2,5 2,0 5,0 6,0 3,0 4,0 2,5 3,0 1,5 Склади «г» і «д» - демонструються, як виходячи за межі гаданого винаходу Для приготування емалей використовувались сировинні матеріали, які допущені вітчизняною промисловістю в строгому співвідношенні з документацією Кремнезем (S1O2) вводили з кварцовим піском Na2O - через соду, І_і2О - з ЛІТІЄМ вуглекислим, ZnO - через оксид цинку, SrO - через вуглекислий стронцій, CdO - через оксид кадмію, СоО через оксид кобальту (П), Сг2Оз - хрому оксид (Ш) Варка емалі проводилась в газовій печі в шамотних тиглях при температурі 1380°С протягом 3,5 годин з подальшою грануляцією на воду 3,2 9,2 3,7 6,8 1,6 1,2 2,8 Склад «д» 75,5 5,5 5,5 1,5 3,5 3,5 3,5 1,0 Емаль наносили на попередньо заґрунтовану сталеву поверхню за звичайною технологією емалювання з подальшою термічною обробкою при температурі 650 - 750°С протягом однієї години Гадані склокристалічні емалі характеризуються слідуючими властивостями оптимальна температура випалу - 870°С ВОДОСТІЙКІСТЬ 0,012 0 025мг/см2 При порівнянні властивостей, відомої і гаданої емалей дозволяє зробити висновок, що ВОДОСТІЙКІСТЬ гаданої емалі покращується майже в 2 рази, а мікротвердість підвищується на 15% Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24