Композиція для одержання захисного покриття сталей

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКЗ N * СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН „oSU,,, 1513920 A1 (51)4 С 21 D 1/70 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4348786/31-02 (22) 25.12.87(71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина и Производственное объединение "Ждановтяжмаш" (72) Л.Л. Брагина, В.И. Гуржи, А.В. Павлов, З.М..Роженко, Л.В. Пугач, Г.Б. Комарова, Е.М. Башкисер, А.Б. Гоголь, Г.В. Неелова, В.В. Винниченко, В.К. Котлубей, А.И. Иванец, Л.Л. Янтовская, Н.Б. Шавалеев и А.А. Маркуца (53) 621.78.02(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1244194, кл. С 21 D 1/70, 1986. Авторское свидетельство СССР № 432210, кл. С 21 D 1/70, 1972. Авторское свидетельство СССР № 821508, кл. С 21 D 1/70, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1135201, кл. С 21 D 1/70, 1085 (непублик.). Изобретение относится к области защиты металлов, в частности к шихтам безобжиговых покрытий для защиты легкоокисляющихся сталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для защиты крупногабаритных заготовок от окисления и обезуглероживания при технологических нагревах перед горячей обработкой давлением,в частности, перед штамповкой. Целью изобретения является повышение жаростойкости и защитных от 37-89 (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области защиты металлов и может быть использовано в машиностроении для защиты от окисления и обезуглероживания перед горячей обработкой давлением. Цель изобретения - повышение жаро- • стойкости и защитных or окисления свойств покрытия в интервале 700 Ю50°С. Составлена композиция путем смешения измельченных сырьевых компонентов, в которую входит 40% боросиликатного стекла, 44% пылевидных ' отходов шамотного производства, 15,5% высококремнеземистого тонкойзмельченного компонента, 0,Ь% карбоксилметилцеллюлозы. Покрытие нанесено пульверизацией (или окунанием). Использование покрытия при нагреве в указанном интервале температур уменьшает окалинообразование и глубину обезуглерожен- — ного слоя. 2 табл. (Л С окисления свойств покрытия в интервале 700-10Ь0°С. Композицию готовили путем смешения измельченных сырьевых компонентов в указанной пропорции, добавляя предварительно приготовленный водный р а с т вор карбокснметилцеллюлозы и воды до влажности получаемых шликеров, равной 30-35%. Были приготовлены 9 композиций предлагаемых покрытий, и для сравнения, 1 композиция - известная (табл. 1). З 1513920 Покрытие наносили пульверизацией или окунанием. Толщина нанесеннного слоя составляет 0 , 6 - 0 , 8 мм. Поверхность образцов предварительной очистке не подвергали. Стальные образцы с нанесенными п о крытиями и контрольные (без покрытий) нагреваем по режиму нагревов крупногабаритных заготовок из л е г к о - ^Q окисляющихся сталей перед штамповкой: подъем температуры от 700 до 1050°С в течение 7 ч и изотермическая выдержка при 1050°С в течение 1 ч . Жаростойкость и защитные свойства J5 оценивали по потерям массы стальных' образцов в окалину, или угар (в % ) , принимая достаточной жаростойкость при 1050°С при значениях у г а р а , не превышающих 0,8%. Кроме т о г о , пока20 зателем защитного действия явилась также глубина обезуглероженного слоя стальных образцов, Из данных табл. 2 видно, что и с пользование предлагаемых составов ' 25 композиций с содержанием в них в з а являемых пределах стекла боросиликатного, высококр емнеземистого т о н к о и з мельченного компонента и пылевидных отходов шамотного производства ( с о е - 30 тавы 2, 3 , 5, 6, 8) приводит к р е з кому сокращению потерь металла в о к а лину и уменьшению глубины обезуглероженного слоя на поверхности стальных образцов по сравнению с незащищавшим- 35 ся металлом. Угар стальных образцов при нагреве под указанными составами составляет соответственно 0 , 7 5 ; 0 , 5 5 ; 0 , 4 1 ; 0 , 5 8 ; 0,80%, минимальный обезуглеро- 40 женный слой металла наблюдался в случае состава № 5 и составлял 0,10 мм, под составами № 2,'5,6,8 в пределах № 0,13 - 0,20 мм. Угар стальных образцов, не заши^, ^5 щавщихся покрытиями при нагреве в • * этих же условиях, составляет 5% при глубине обезуглероженного слоя 0,50 мм. В то же время при содержании в 50 композициях покрытий стекла боросили-' чатного и пылевидных отходов шамотного производства вне пределов, защищаемых настоящим изобретением (составы № 1,9), равно как й при внепредельном„ содержании высококремнеземистого тонкоизмельченного компонента в композициях с заявляемым содержанием у к а з а н ных компонентов (составы № 4,7) п р о - ч Исходило снижение жаростойкости и защитных свойств покрытий, Угар стальных образцов в первом случае составил соответственно 0,83% и 0,87% при глубине обезуглероженного слоя на п о - верхности металла - 0,25 мм и 0,27 мм, во втором - 0,62% и 0,65% при глубине обезуглероживания 0,16 мм. Введение в состав шихты большего, чем в заявляемых пределах, количества пылевидных отходов шамотного производства и меньшего, чем в заявляемых пределах стекла боросиликатного ( с о с тав 1) приводило к снижению жаростойкости и защитных свойств покрытия и з - з а недостаточной степени спекания при нагреве до 1050°С, о чем свидет е л ь с т в у е т повышение выше допустимого значения (15%) кажущейся пористости (см. т а б л . 2 ) . Введение же меньшего, чем в з а я в ляемых пределах, количества пылевидных отходов шамотного производства, при одновременном увеличении количества ст^екла боросиликатного выше заявляемых пределов (состав 9) привело к снижению жаростойкости и ухудшению защитных свойств покрытия за счет увеличения количества расплава на ' контакте с окисляющейся металлической поверхностью и усиления коррозионных процессов, хотя кажущаяся пористость покрытий имеет низкие значения ( 3 , 8 , т а б л . 2 ) . Худшее защитное действие при низких значениях пористости ( 3 , 5 % ) , наблюдающееся при покрытии известной композицией, явилось р е зультатом его недостаточной жаростой-" кости при нагреве легкоокисляющихся сталей до 1050 С и з - з а избыточного количества образующейся при у к а з а н ной температуре жидкой фазы, вызывающей , вследствие значительной ее электропроводности, высокие коррозионные потери металла в процессе нагрева. * . ' , -. , ,л „ , , • Таким образом, применение предлагаемой композиции позволяет повысить жаростойкость и защитные от окисления свойства покрытия в интервале 700- . Ю50°С. ' * Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Композиция для получения защитного покрытия с т а л е й , включающая с т е к ло боросиликатное, карбоксилметилцеллюлозу и добавки, о т л и ч а ю - - 5 1513920 щ а я с я тем, что, с целью повышения жаростойкости и защитных от окисления свойств покрытия в интервале 700-1050 С, в качестве добавок композиция содержит высококремнеземистый ^ тонкоизмельченный компонент и пылевидные отходы шамотного производства при следующем соотношении компонент о в , мае. %: Стекло боросиликатное Карбоксиметилцеллюлоза 35-60 9,3-0,7 Высококремнеземистый тонкоизмельченный компонент Пылевидные отходы шамотного производства 0,5-14,5 34-55 Т а б л и ц а Состав компо Состав предлагаемых композиций покрытий, мас.% стекло бо- пылевидные высококрем- карбоксил- піамот као- глина росиликат- отходы ша- неземистый метил целлю- линиэироное мотного тонкоизмель- лоза ванный производ- ченный комства понент • Известный 1 2 в 1 3 4 5 6 7 8 9 71,1 34,0 35.0 40,0 40,0 45,0 52,0 52,0 60,0 61,0 — ' 56,0 55,0 45,0 44,Р 43,5 47,0 47,0 34,0 33,0 9,3 9.7 14,5 15,5 11,0 23,7 0,5 0,7 4,7 0,5 0,5 0,5 0.5 0,4 5,8 5.2 о,з 0,5 0,6 0,2 0,8 Т а б л и ц а 2 Состав композиции угар металла, % Прототип Композиция 1 Композиция 2 Композиция 3 Композиция 4 Композиция 5 Композиция 6 Композиция 7 Композиция 8 Композиция 9 Без покрытия Условия Показатель глубина обезуглероженного слоя, мм 3,55 0,83 0,75 0,55 0,62 0,41 0,58 0,65 0,80 0,87 5,00 0,40 0,25 0,20 0,14 0,16 0,10 0,13 0,16 0,20 0 f 27 0,50 кажущаяся интервал размягчения компориспозиций, °С тость при 1050°С, % температура температура начала раз- конца размягчения мягчения 2,5 15.2 14,7 11,3 11,6 8,5 4,9 4,8 4,0 3,8 865 1025 1020 1000 1000 990 960 960 930 925 920 1100 1090 1060 1065 1050 1020 1020 985 980 1513920 -is IV Редактор H. Тимонина Составитель Т. Родина Техред А.Кравчук Корректор Т, Колб Закаэ 1885 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г- Ужгород, ул. Гагарина, 101