Шихта безвипалювального покриття для захисту легкоокислюваних сталей

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН „„SU,,,, 1426102 Й "Л : '' • Л А1 (5D4 С_21 D Г/68, С 04 В 41/87 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4181500/31-02 (22) 13.01.87 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина и Производственное объединение "Ждановтяжмаш" (72) А.Д. Чепурной, Л.Л. Брагина, А.В. Павлов, З.М. Роженко, Л.В. Пугач, Е.М, Баткисер, Г.П. Клименко, А.В. Литвиненко, В.Я. Саенко и Л.Б. Медовар (53)-621.78.02(088.8) (56) Авторское,свидетельство СССР * 781219, кл. С 21 D 1/70, 1979. . Авторское свидетельство СССР № 1067785, кл. С 04 В 41/87, 1982 (непублик.). (54) ШИХТА БЕЗОБЖИГОВОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛЕГКООКИСЛЯЮЩИХСЯ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к защите 35-88 гаг—^ 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. Целью изобретения является повышение защитных от окисления и обезуглероживания свойств покрытия в интервале температур 700-1000 С. Предлагается состав шихты, мас,%: шамот каолиниэированный 33-50; алюмоо'орсиликатная стеклофритта с интервалом размягчения 7І0-810 С 45-63; карбоксилметилцеллюлоза натрия 0,4-0,6; глина 3-5. При использовании шихты наблюдается резкое сокращение потерь металла в окалину и уменьшение глубины обезуглероженного слоя. (Л 1 ГА26102 Изобретение относится к защите ние алюмоборсиликатной стеклофритты металлов, в частности к шихтам безс интервалом размягчения 720-8Ю°С, обжиговых покрытий для защиты легкот.е. образующей жидкую фазу (расплав) окисляющихся сталей (преимущественно уже на начальной стадии нагрева АКМ), и может быть использовано в стальных заготовок, и обусловливает машиностроительной промышленности возможность формирования защитного для защиты крупногабаритных заготопокрытия. вок от окисления и обезуглероживания Ведение глины и карбоксиметилпри технологических нагревах перед 10 целлюлозы натрия марки 83/500 горячей обработкой давления, в частОСТ 6-05-386-80 обеспечивает стабиности перед штамповкой. лизацию шликера покрытия и нужную механическую прочность нанесенного Целью изобретения является повышеслоя. ние защитных от окисления и обезуглероживания свойств покрытия в интерва- 15 Были приготовлены 18 составов ле температур 700-1000 С.Шихта содерпредлагаемой шихты покрытий и для жит, мас,%: сравнения шихта-прототип; составы Шамот каолинизииспользованных алюмоборсиликатных рованный стеклофритт приведены в табл. 1, со33-50 Алюмоборсиликатная ставы шихт - в табл. 2, свойства 20 шихт - в табл. 3. стеклофритта с ин~ Шихты готовят по следующей технотервалом размяг45-63 логии: сырьевые компоненты измельчения 720-810°С 3-5 чают смешивают в указанной пропорции, Глина Карбоксиметилцел25 добавляют предварительно приготов0,4-0,6 ленный водный раствор карбоксиметиллюлоза натрия целлюлоэы натрия и воду до влажности Алюмоборсиликатная стеклофрнтта с получаемых шликеров, равной 35-40%, интервалом размягчения 720-810 С в и наносят их пульверизацией или окурезультате взаимодействия образующейнанием на металлические образцы. Толся жидкой фазы (расплава) с огнеупор30 щина нанесенного слоя 0,25-0,35 мм. ными компонентами - шамотом каолини— Поверхность образцов предварительной зированным ТУ 14-8-180-75 и глиной очистке не подвергается. марки ДН-2 ТУ 14-8-183-75, в процессе нагрева от 700 до 1000?С и изотерМеталлические образцы с нанесеннымической выдержке при 1000 С в течеми покрытиями и контрольные (без по35 крытия) нагревают по режиму нагревов ние 3-5 ч способствует формированию высокоплотного защитного слоя. Уплоткрупногабаритных листовых заготовок нение покрытия происходит за счет реиз легкоокисляющихся сталей АКМ пегулирования процессов спекания при ред штамповкой: подъем температуры температуре эксплуатации последнего от 700 до 1000 С в течение 5 ч и изои образования в нем на контакте с ме- 40 термическая выдержка при 1000°С в таллом новых фаз - муллита ' ЗА1 г О 3 • течение 5 ч. x2SiO£ и герцинита-алюмоферритной 4 Из табл. 3 видно, что при испольшпинели FeAl^O^, что установлено с зовании предлагаемых составов шихты помощью рентгенофазового, дифференс содержанием в них в заявляемых пре' 5 делах алюмоборсиликатной стеклофрит4 циально-термического и петрографического анализов. Эти новообразования ты с интервалом размягчения 720-810 С являются продуктами взаимодействия (составы За, 4а, 5а, 6а) наблюдается компонентов покрытия, взятых в заяврезкое сокращение потерь металла в ляемых пределах, между собой в его окалину и уменьшение глубины обезугобъеме и между оксидами железа на по_50 лероживания поверхности металличесверхности защищаемого металла и этими ких образцов по сравнению с незаже-компонентами. Муллит и герцинит, щищавшимся металлом. Величина прикристаллизующиеся1с увеличением в веса металлических образцов при на- объеме до 9-14Х, уплотняют покрытие, "греве под составом 5а составила всечто и обеспечивает высокую степень 55 го 1,6 мг/см-ч, под составами 4а, За, защиты от окисления и обезуглероживаи 6а - соответственно 3, 3, 5, 3 и ния легкоокисляющихся сталей при на2,5 мг/см'Ч. ОбеэуглероженныЙ слой оженныЙ греве до- 1000°С. Именно испопьзоваметалла под составом 5а отсутствует 3 14261 02 полносі ью, иод cot і ,івгімн За, Да и 6а находится в пределах 0,02-0,07 мм. В то же время при содержании в шихтах покрытии указанных компонентов вне пределов, защищаемых настоящим изобретением (составы 2а и 7а), привес металлических образцов составляет соответственно 9,8 и Z 12 Mr/cM 4, глубина обезуглероживаt o ния поверхности металла - 0,18 мм и 0,15 мм. Значительное снижение защитного действия покрытий наблюдается также в случае использования в составах 15 шихт покрытий алюмоборсиликатных стеклофритт 1 и 3, которые имеют температурный интервал размягчения соответственно 630-710 и 820-900°С (см. табл. 1). Привес металлических об20 разцов в первом случае - (составы 2-7) находится в пределах 6,422,3 мг/см ч при глубине обезуглероженного слоя 0,05^0,31 мм, во втором случае (составы 2б-7б) привес 25 составляет 6,7-17,4 мг/см-ч, глубина обеэуглероженного слоя - 0,12-0,32 мм 4 интервалом размягчения 720-810°С (состав 7а), а также использование в шихтах покрытий алюмоборсиликатной стеклофритты 1, привело к ухудшению защитных свойств покрытия за счет увеличения количества расплава на контакте с окисляющейся металлической поверхностью и усиления, вследствие этого, интенсивности коррозионных процессов, хотя значения кажущейся пористости покрытий при этом имеют низкие значения - 0 - 8,4%. Сравнение с базовым объектом (прототипом) показало существенное преимущество предлагаемой шихты в отношении защитного действия от окисления и обезуглероживания легкоокисляющихся сталей. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Шихта безобжигового покрытия для защиты легкоокисляющихся сталей, включающая шамот каолиниэированный, карбоксиметилцеллюлозу натрия и глинистую составляющую, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыВведение в состав шихты большего, шения защитных от окисления и обезчем в заявляемых пределах,количества углероживания свойств покрытия в иншамота каолиниэированного (состав 2а), '30 тервале температур 700-1000 С, шихравно как и использование в шихтах та содержит алюмоборсиликатную стекпокрытий алюмоборсиликатной стеклолофритту с интервалом размягчения фритты 3, приводит к снижению защит720-810 С и в качестве глинистой ных свойств покрытия из-за недостасоставляющей ~ глину, при следующем точной степени его спекания при нагреве до 1000°С, о чем свидетельству-" соотношении компонентов, мас.%: Шамот каолинизиют относительно высокие значения карованный 33-50 жущейся пористости образцов из шихт покрытий, находящиеся в пределах Алюмоборсиликатная 8,5-19,2%. стеклофритта с интервалом размягчеВведение же меньшего, чем в заяв- 40 ния 720-810°С 45-63 ляемых пределах, количества шамота'* Карбоксиметилцелкаолинизированного, при одновременном люлоза 0,4—0,6 увеличении количества алюмоборсиликатной стеклофритты 2 с температурным Глина 3-5 Т а б л и ц а 1 Химический состав и свойства алюмоборосиликатных стеклофритт Химический состав алкмоборосиликатных стеклофритт, мас.% Наименование стеклофритт СаО MgO 5,00 8,60 8,50 3,20 5,65 11,00 10,00 SiO, В.О Стеклофритта 1 54,80 7,70 Стеклофритта 2 64,45 Стеклофритта 3 63,00 2,50 Температурный интервал размягчения,°С Na 2 0 20,50 0,70 4,40 630 710 15,00 720 810 16,00 820 900 1426102 Т а б л и ц а Состав предлагаемых шихт покрытий ПнхтныЙ состав предлагаемых покрытий, мае.* Стекло- Стекло- СтеклоНефелин фритта фритта фритта 1 Покрытие Покры1 тие (прототип) Покрытие 25,0 70,0 КарбокенлметялГлина целлюлоза натрия 0,5 4.5 35,0 26 • 6*0,0 4.6 0,4 35,0 60,0 4,6 0,4 2 2а Покрыта* Шамот каолиниэиро- Каолин ванный 35,0 60,0 4,6 0,4 50,0 4,8 0,2 45.0 50,0 4,8 0,2 30 45,0 50,0 4,8 0.2 4 50,0 46,6 3,0 50,0 46,6 эо . 0,4 50,0 46,6 3,0 0,4 5 60,0 34,5 5,0 0,5 5а 60,0 34,5 5,0 0,5 56 Покрытие 46 Покрытие 4а Покрытие 45,0 За < 3 60,0 34,5 5,0" 0,5 • 0,4 33,0 3.4 0,6 63,0 33,0 3.4 0,6 66 63.0 33,0 3.4 .0,6 7 80,0 16,0 3,8 о.г 7а * 63,0 6а Покрытие 6 80.0 16,0 3,8 0,2 3,8 0,2 76 яп.п * 10 Т а б л и ц а 1426102 3 Свойства шихт предлагаемого покрытия Привес металлических образцов,мг/сМ2ч Покрытия Глубина обезуглероженного слоя, мм Кажущаяся пористость при 1000/% Температурный интервал размягчения, С Покрытие 1 (прототип) 18,9 0,40 22,5 1150 1230 Покрытие 2 6,4 0,05 8,4 880 940 2а 9,8 0t18 15,8 980 1070 26 17,4 0,32 19,2 1100 1180 7,5 0,08 3,5 800 879 За 5,3 0,07 10,4 910 990 36 10,5 0,23 17,3 1040 1100 9,8 0,10 2,1 760 840 4а 3,3 0,04 8,0 870 960 46 9,1 0,17 16,3 990 1070 12,7 0,10 2,0 740 825 5а 1,6 0,00 6,8 850 940 56 8,3 0,16 15,2 970 1050 14,6 0,12 1,8 735 810 6а 2,5 0,02 5,6 840 920 66 7,9 0,15 14,4 960 1020 22,3 0,31 0,0 680 720 7а 9,0 0,15 2,2 780 820 76 6,7 0,12 8,5 880 930 24.8 0,50 Покрытие 3 Покрытие 4 Покрытие 5 Покрытие 6 Покрытие 7 • Без покрытия Тираж 402 Подписное ВНИИПИ Заказ 1069/ДСП Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Г