CS247805B1

CS247805B1 - Nástřikový materiál pro žárové a plazmové nanášení

Info

Publication number: CS247805B1
Application number: CS777884A
Authority: CS
Inventors: Karel Neufuss; Zdenek Tluchor; Ales Macku; Antonin Forejt
Original assignee: Karel Neufuss; Zdenek Tluchor; Ales Macku; Antonin Forejt
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1987-01-15
Also published as: BG46210A1

Abstract

Předmětem řešení je nástřikový materiál prd žárové a plazmové nanášení, zejména plazmovým hořákem s vodní nebo plynovou stabilizací, určený zvláště na kovové, keramické, uhlíkové a grafitové podkladové materiály, jakož i k výrobě samonosných konstrukčních prvků, který sestává ze strusky, zejména strusky z elektrických nebo Martninských pecí o granulometrii 0,02 až 0,160 mm.

Description

Vynález se týká nástřikového materiálu pro žárové a plazmové nanášení, zejména plazmovým hořákem s vodní nebo plynovou stabilizací, určeného zvláště pro nanášení na kovové, kera mické, uhlíkové, grafitové a jiné podkladové materiály, jakož i k výrobě samonosných konstrukčních prvků.

Pro výrobu ochranných vrstev termickým nástřikem se používají různé nástřikové materiály - z kysličníkové a bezkyslíkové keramiky, kovové a slitinové materiály, jejichž složení se mění podle požadovaných vlastností ochranné vrstvy a podle způsobu výroby.

Nejběžnějším způsobem výroby nástřikových materiálů je jeho tavení ze směsi čistých surovin či prvků /jednoho nebo několika/ s následující dezintegrací a tříděním. Dezintegra-. ce se provádí bud mletím z vychladlého přetaveného materiálu nebo rozstřikováním taveniny /většina kovových nebo slitinových materiálů/. Tepelné zpracování čistých surovin na taveninu /např. kysličník hlinitý na 2 050 °c/ je neekonomické a zvyšuje cenu nástřikových materiálů.

Proto se hledají ekonomicky výhodnější postupy zpracování nástřikových materiálů, jako je např. nanášení jemného práškovltého materiálu na základní materiál /např. dopování T10₂ do A1₂0j/ využívající Van der Waalsovy síly, nebo náhrada drahých nástřikových materiálů přírodními materiály /např. ZrO₂ je možné částečně nahradit přírodním zirkonem/.

Předmětem vynálezu je nástřikový materiál pro žárové a plazmové nanášení, zejména plazmovým hořákem s vódní stabilizací nebo s plynovou stabilizací, určený zvláště na kovové, keramické, uhlíkové a grafitové podkladové materiály, jakož i k výrobě samonosných konstrukčních prvků, který sestává ze strusky, zejména strusky z elektrických obloukových nebo Martinských pecí o granulometrii 0,02 až 0,160 mm. Výhodné je, použlje-li se strusky ve formě sferoldizovaných částic o granulaci 0,02 až 0,160 mm, kde je struska složena převážně z částic kulového tvaru, je rozměrově homogenější a lépe se podává do zařízení pro žárové a plazmové nanášení.

Strusky jsou levný odpadní materiál snadno dostupný vznikající při výrobě surového železa a oceli, jejichž složeni závisí na způsobu výroby železa či oceli. Pro nástřikový materiál je zvláště vhodná struska z elektrických obloukových pecí nebo strusek z Martinských pecí. Lze však dobře použít i jiných strusek.

Složení strusky z elektrických obloukových pecí se obvykle pohybuje v těchto mezích: kysličník vápenatý 36 až 42 % hmot., kysličník manganatý 1 až 3 % hmot., kysličník hlinitý 8 až 12 % hmot., kysličník hořečnatý 8 až 17 % hmot., kysličník železnatý O až 1 % hmot.

Struska z Martinských pecí má zpravidla toto složení: 40 až 50 % hmot. kysličníku vápenatého, 10 až 20 % hmot. kysličníku křemičitého, 12 až 30 % hmot. kysličníku železnatého, 4 až 10 S hmot. kysličníku hořečnatého, 5 až 10 % hmot. kysličníku manganatého, 2 až 4 % hmot. kysličníku hlinitého, do 6 % hmot. kysličníku chromitého, 0,5 až 2 % hmot:, kysličníku fosforečného.

Z uvedeného vyplývá, že při použití strusky z elektrických obloukových pecí nebo martinských pecí obsahuje struska souhrnně 17 až 50 % hmot. kysličníku vápenatého, 10 až 35 i hmot. kysličníku křemičitého, 1 až 14 % hmot. kysličníku manganatého, 2 až 12 % hmot. kysličníku hlinitého, 4 až 17 S hmot. kysličníku hořečnatého, O,až 30 % hmot, kysličníku železnatého, 0 až 6 i hmot. kysličníku chromitého, 0 až 2 S hmot. kysličníku fosforečného.

Struska může někdy obsahovat i další prvky nebo jejich sloučeniny, jako je například zinek, zirkon, kobalt, selen, titan, draslík, chrom, stříbro, nikl, mě9, vanad aj. bud samostatně nebo v kombinaci převážně v množství do 0,3 % hmot., které neovlivňují chemickofyzikální vlastnosti nástřiku.

Nástřikový materiál podle vynálezu je ekonomicky výhodný /jde o odpadní materiál/, snadno se nanáší na podkladové materiály a tvoří ochranné vrstvy, které mají dobrou přilnavost k podložnímu materiálu, dobrou odolnost proti korozi za vyšší teploty a nižší celkovou porozitu než většina běžně používaných vrstev.

V dalším je vynález blíže objasněn na příkladech provedení.

Příklad 1

Na ocelové podložky třídy 11 o rozměrech 120 x 170 x 5 mm byla vytvořena plazmovým hořákem s vodní stabilizací o výkonu 160 kw ochranná vrstva o tloušťce 0,2 až 0,6 mm s objemovou hmotností 2,8 až 2,84 g/cm , otevřenou porovitostí 5,02 až 5,14 % o složení 40,43 % hmot. kysličníku vápenatého, 32,68 % hmot. kysličníku křemičitého, 1,38 % hmot. kysličníku manganatého, 9,39 % hmot. kysličníku hlinitého, 15,12 % hmot. kysličníku hořečnatého. Jako nástřikového materiálu bylo použito strusky z elektrické obloukové pece obsahující 41,77 % hmot. kysličníku vápenatého, 30,97 % hmot. kysličníku křemičitého, 1,2 % hmot. kysličníku manganatého, 8,72 % hmot. kysličníku hlinitého, 16,82 i kysličníku hořečnatého a zbytek do 100 % hmot. prvků nebo sloučenin zirkonu, chrómu, kobaltu, selenu, titanu, draslíku, stříbra, o granulometrii 0,1 až 0,16 mm. Ochranné vrstvy na podložce zajištovaly protikorózní ochranu podložky při teplotách 450 °C; přitom nedocházelo k odlupování ochranné vrstvy ani ke tvoření trhlin. Vrstva tvořila dekorativní sklovitý povrch na keramických obkládaěkách.

Příklad 2

Na grafitové vzorky o průměru 30 mm a délce 80 mm byla plazmovým hořákem s vodní stabilizací o výkonu 160 kW nanesena ochranná vrstva o tloušťce 0,4 až 0,8 mm s objemo3 vou hmotností 2,84 až 2,88 g/cm , otevřenou porovitostí 4,27 až 4,48 %. Složení ochranné vrstvy bylo obdobné jako v příkladu 1. Jako nástřikového materiálu bylo použito sferoidizované strusky o granulometrii 0,08 až 0,125 mm o složení 40,35 i hmot. kysličníku vápenatého, 32,92 % hmot. kysličníku křemičitého, 1,40 % hmot. kysličníku manganatého, 9,98 % hmot. kysličníku hlinitého, 14,93 % hmot. kysličníku hořečnatého; zbytek do 100 % hmot. byly prvky nebo sloučeniny zinku, zirkonu, ohromu, selenu, kobaltu, titanu, draslíku, stříbra, niklu, mědi. Vzorky byly potom vystaveny cyklickému ohřevu na teploty 600 až 1 200 °C po dobu 27 hodin. Po celou dobu chránila vrstva vzorky proti opálu, nedocházelo k odlupování vrstvy ani ke tvoření trhlin. Stejné vzorky bez ochranné vrstvy zcela shořely do 6 hodin.

Příklad 3

Na vysušenou keramickou matrici používanou pro výrobu keramických obkládaček byla postupem uvedeným v příkladu 1 nanesena sklovitá šedožlutá vrstva o tloušťce 0,3 až 0,5 mm. Jako nástřikového materiálu bylo použito strusky stejného složení jako v příkladu 1 o granulometrii 0,04 až 0,08 mm.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Nástřikový materiál pro žárové a plazmové nanášení, zejména plazmovým hořákem s vodní nebo plynovou stabilizací, určený zvláště na kovové, keramické, uhlíkové a grafitové podkladové materiály, jakož i k výrobě samonosných konstrukčních prvků, vyznačený tím, že sestává ze strusky, zejména strusky z elektrických nebo Martinských pecí o granulometrii 0,02 až 0,160 mm.
2. Nástřikový materiál podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje strusku ve formě sferoidizovaných částic o granulometrii 0,02 až 0,160 mm.