HU201719B - Process for producing ground coat applicable to cast iron - Google Patents

Abstract

A találmány szerint olyan előőrleményből, amely 90 °C felett olvasztott frittek elegyéből, 5-20 tömeg % kvarchomokból, 5-20 tömeg % anyagból és 5-20 tömegrész tapadásjavító adalékból áll, majd 70-90 tömegrész előőrleményből, 4-35 tömegrész ismert adalékból, 0,4-0,8 tömegrész dörzsölés-állóságot elősegítő adalékból, és 80-100 tömegrész vízből nedves őrléssel alapzománc kompozíciót készítenek, amelyet az öntöttvas felületére felvisznek és a bevonatot szárítás után 910-1050 °C-on kiégetik. A leírás terjedelme: 4 oldal, ábra nélkül

Description

A találmány tárgya, eljárás öntöttvasra felhordható bevonat előállítására.

Bizonyos öntöttvas tárgyakat (pl. egészségügyi berendezéseket) korrózió elleni védelem és az esztétikai megjelenés javítása céljából üvegszerű zománccal vonnak be, száraz vagy nedves eljárással. A fém és a zománc réteg között a kötést egy alapzománc réteg biztosítja.

A szakirodalom az öntöttvas tárgyak alapzománcozásánál megkülönböztetett olvasztott alapzománcot és szinterezett (zsugorított) alapzománcot az előállítás módjától függően.

Az olvasztott alapzománcot úgy állítják elő, hogy a nyersanyagkeveréket forgó olvasztó dobban vagy folyamatos kemencében a zománcok szokásos kiolvasztottsági fokáig olvasztják, majd az üveg állapotú olvadékot vízbe folyatják.

Az így kapott frittet malomadalékkal együtt megőrlik és nedves állapotban, iszap formájában viszik fel az öntvény felületére vékony rétegben.

A szinterezett alapzománc - melynek összetétele lényegesen egyszerűbb az olvasztott alapzománc összetételénél - előállítására egy megfelelően méretezett lemez kádat (csészét) alkalmaznak, melyben az összekevert nyersanyagokat 900-1000 ’C-on tartják kb. 120 percig, majd lehűlni hagyják.

Ezután ebből előbb egy durva, majd finom őrléssel malomadalék és víz hozzáadásával iszapot készítenek, melyet vastagabb rétegben visznek fel az öntvény felületére.

Az olvasztott alapzománcot a száraz szórással felvitt fedőzománc alá javasolják, a szinterezett zománcot pedig a nedves eljárással felvitt fedőzománcok alkalmazásakor.

Alapzománcok előállítását ismerteti A. H. Dietzel: „Emaillierung” című könyvének 240. oldalán (Springer Veri., Berlin, Heidelberg, N. Y. 1981.)

A Petzold: „Email” című könyvében (VEB Verlag Techn. Berlin, 1955.) a 348-390. oldalon szintén különböző alapzománcok összetételét ismerteti.

Többek között kvarc, káli-földpát, bórax, bórsav, szóda, nártium- nitrát, folypát, kobalt-oxid összetételű alapzománc kompozíciót ismertet.

A Petzold-H. Pöschmann: „Email und Emnailtechnik (Veri. Leipzig, 1986.) a 82-83. oldalon szintén öntöttvasra felhordható alapzománc összetételeket ír le.

Az ismert alapzománcoknak az a hátrányuk, hogy beégetési hőfok intervallumuk - vagyis a beégethetőségi hőfokok szélső értékei között a hőfokkülönbség nem elég széles, általában 100 °C alatti. Emellett az ismert alapzománcok hátránya még, hogy nem tapadnak megfelelő kötéserősséggel a fémfelülethez, ezért ütés hatására a zománc könnyen megreped, lepattan.

Egy öntöttvasra felvihető alapzománcnak sokkal szélesebb beégetési hőfok intervallummal kell rendelkeznie, mint pl. egy acéllemezre felvihető alapzománcnak.

Ennek oka az, hogy az acéllemezek általában kisebb falvastagságúak és emellett falvastagságuk egyenletes.

Egy acéllemez falvastagságában a szórás legfeljebb ±0,2 mm. Ezzel szemben egy öntöttvas tárgy mindig sokkal vastagabb falú és falvastagságában a szórás 3-20 mm is lehet.

Emiatt az öntöttvasra felhordható alapzománcnak a beégetési hőmérséklete jóval magasabb, mint egy acéllemezre felvihető alapzománcé.

Ez utóbbi beégetési hőmérséklete 800-84 °C közötti, míg az öntöttvasra célszerű olyan 900‘C feletti hőmérsékleten beégethető zománcokat alkalmazni, melyek beégetési hőfokintervalluma minél szélesebb, előnyösen 900°C felett, 100°C-os intervallum szükséges.

A 183 197 számú magyar szabadalmi leírás szerint egy acéllemezre felvihető alapzománcot frittek elegyéből állítanak elő.

Ez a zománc azonban 900 ’C alatti beégetési hőmérséklete és szűk beégetési hőfok-intervalluma miatt öntöttvas felületre nem vihető fel, illetve azon nem kötődik.

Célul tűztük ki olyan öntöttvas felületre felvihető alapzománc bevonat előállítását, amely viszonylag magas hőmérsékleten beégethető, beégetési hőfok-intervalluma 100 °C-nál szélesebb és az ismert alapzománcoknál jobban kötődik az öntöttvas felületre, ütésérzékenysége, repedési hajlama kisebb.

Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ezt a célt úgy tudjuk elérni, ha az alapzománcot több, különböző hőmérsékleten olvasztott fritt elegyéből állítjuk elő. Mégpedig a frittek közül egyet 900-1000 °C közötti, míg a többit 1200 ’C+50 ’C hőmérsékleten olvasztunk.

Továbbá az alapzománchoz még cirkon-szilikát, illetve cellulóz- glikolát tapadásjavító, illetve dörzsállóságot javító adalékokat is adagolunk.

A találmány tárgya tehát eljárás öntöttvasra felhordható alapzománc bevonat előállítására olyan előörleményből, amely 900 ’C felett olvasztott frittek elegyéből, 5-20 tömeg % kvarchomokból, 5-20 tömeg % agyagból és 5-20 tömeg % tapadásjavító adalékból áll, majd 70-90 tömegrész előörleményből, 4-35 tömegrész ismert őrlési adalékból, 0,4-0,8 dörzsölésállóságot elősegítő adalékból és 80-100 tömegrész vízből nedves őrléssel alapzománc kompozíciót készítünk, amelyet az öntöttvas felületére felviszünk és a bevonatot szárítás után, 910-1050 ’C- on kiégetjük.

Az eljárásra az jellemző, hogy a fritt elegyet 20-70 tömegrész 900-1000 ’C-on olvasztott I-jelű frittből, 530 tömegrész II-jelű, 5-30 tömegrész ΙΠ-jelű és 30-50 tömegrész IV-jelű 1200+50 ’C-on olvasztott frittekből állítjuk elő száraz őrléssel, mikoris az I-jelű fritt: 65-75 tőmegrész szilícium-dioxid, 10-22 tömegrész bór-trioxid, 5-15 tömegrész nátrium-oxid, 1-7 tömegrész kalcium-fluorid, a II-jelű fritt: 55-65 tömegrész szilícium-dioxid, 15-25 tömegrész bór-trioxid, 1-10 tömegrész nátrium-oxid, 0,2-1,5 tömegrész kobalt-oxid, 1-5 tömegrész magnézium-oxid, 0-5 tömegrész ólom-oxid, a ΙΠ-jelű fritt: 40-50 tömegrész szilícium-dioxid, 1525 tömegrész bór-trioxid, 15-25 tömegrész nátriumoxid, 0-5 tömegrész kálcium-fluorid, 5-15 tömegrész alumínium-oxid, 0-1,5 tömegrész CoO és 0-1,5 tömegrész NiO, a IV-jelű fritt: 45-55 tömegrész szilícium-dioxid, 10-20 tömegrész bór-trioxid, 10-15 tömegrész nátrium-oxid, 4-10 tömegrész alumínium-oxid, 26 tömegrész kalcium-oxid, 0-5 tömegrész magnéziumoxid, 1-5 tömegrész kálium-oxid, 0-1,5 tömegrész kobalt-oxid, 0,5-1 tömegrész mangán-dioxid, 0-1 tömegrész foszfor-pentoxid oxid- összetételű és tapadásjavító adalékként a szárazőrlésnél cirkon- szilikátot, dörzsölésállóságot javító adalékként a nedves őrlésnél cellulóz-glikolátot alkalmazunk.

HU 201719 Β

Ismert őrlési adalékként a nedves őrlésnél nátrium-nitritet, bórsavat, kvarclisztet és agyagot alkalmazunk.

Az I. jelű zománc frittet úgy állítjuk elő, hogy az oxid elegyet olvasztó dobban 900-1000 °C-ra 5 hevítjük és olvasztjuk és 80-90 perc múlva a nem teljesen kiolvasztott olvadékot kevés vízbe folyatjuk, ahol az olvadék lehűl és darabosan megrepedezik.

A II., ΠΙ., IV. jelű zománc fritt komponenseket olvasztódobban 120±10 percig 1200±50 ’C-on ol- 10 vasztjuk és az olvadékot sok vízbe folyatva gyorsan lehűtjük. Ezzel az eljárással állítjuk elő a II-IV. frittelt alapzománc komponenseket.

A száraz őrléssel nyert előőrlemény olyan szemcseméretű, hogy a 100 pm lyukméretű szitán 20-40 15 tömeg %-a fennmarad.

A fent megadott mennyiségi arányhatárokon belül az összetétel függ az öntöttvas jellemzőitől, a zománc felviteli módjától és a beégetés paramétereitől.

A nedves őrléssel az alapzománc iszapot olyan 20 finomságára őröljük, hogy a 100 pm lyukbőségű szitán 0,1-2,0 tömeg % fennmarad.

A nedves őrlésnél malom adalékként 110 tömegrész kvarclisztet, 110 tömegrész fehér agyagot (K 231-jelű, gyártja: Bayer AG, DE), 1-5 tömegrész NaNO2-t, 25 1-10 tömegrész H3BO34, 0,1-0,5 tömegrész cellulóz-glikolátot alkalmazunk.

Az alapzománc iszap a vele bevont öntvény termék felületére olyan jól tapad, hogy már száradás után sem dörzsölhető le a felületről. 30

- Az alapzománc beégetési hőmérséklete tág határok között: 910-1050 ’C között változhat.

- A beégetési idő intervallum is széles: 5-20 perc.

- Egy tárgyon belül lévő, különböző öntvény falvastagság esetén is (pl. 5 és 20 mm) egyenletes 35 beégést biztosít.

- Az eljárással előállított alapzománc iszap a beégetés után erősebben kötődik az öntöttvas felületére, továbbá a fedőzománchoz is, így a zománcréteg ütésállósága az ismerthez képest javul. 40

A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal mutatjuk be.

7. példa

Az I. jelű zománc fritt oxid-összetétele: 72 tő- 45 megrész S1O2, 17 tömegrész B2O3, 7 tömegrész Na2O, 4 tömegrész CaF2. A nyersanyag keveréket 950 ’C-on és 80 percig olvasztjuk.

A II. jelű zománc fritt 60 tömegrész S1O2, 9 tömegrész Na2O, 25 tömegrész B2O3, 0,5 tömegrész 50 CoO, 5 tömegrész MgO, 0,5 tömegrész PbO összetételű nyersanyag keverékből állítjuk elő, 1200 ’C-on 120 percig történő olvasztással.

A III. jelű zománc fritt 45 tömegrész S1O2, 20 tömegrész Na20,23 tömegrész B2O3,8 tömegrész AI2O3 55 tömegrész CoO, 3 tömegrész CaF2,0,5 tömegrész NiO összetételű nyersanyag keverékéből. 1200 ’C-on 120 percig történő olvasztással állítjuk elő.

A IV. jelű zománc fritt 13 tömegrész Na2O, 18 tőmegrész B2O3, 54 tömegrész S1O2, 8 tömegrész 60 AI2O3, 3 tömegrész CaO, 0,5 tömegrész MgO, 2 tömegrész K2O, 0,5 tömegrész CoO, 0,5 tömegrész Mn02, 0,5 tőmegrész P2O5 oxidösszetételű nyersanyag keverékből 1200 ’C-on 120 percig olvasztjuk.

Az előőrleményt a következő összetétellel készítjük 65 olyan finomságúra, hogy a 100 pm lyukbőségű szitán az elegy 30 tömegrész fennmaradjon:

I. jelű zománc fritt

II. jelű zománc fritt ΙΠ. jelű zománc fritt IV. jelű zománc fritt Kvarchomok Cirkon-szilikát Agyag tömegrész 19 tömegrész 19 tömegrész 8 tömegrész 8 tömegrész 4 tömegrész 12 tömegrész

Az alapzománc iszapot a következő összetétellel állítjuk elő:

Előőrlemény Kvarcliszt Fehér agyag NaNO2 Víz cellulóz-glikolát tömegrész 8 tömegrész 8 tömegrész 2 tömegrész tömegrész

0,4 tömegrész

Az iszapot olyan finomságúra őröljük, hogy a 100 pm-es szitán 0,5 tömeg %-a fennmaradjon.

Az így kapott alapzománc iszapot szórópisztollyal visszük fel a szemcse szórással tisztított öntöttvas fürdőkád felületére 100 pm vastagságban.

órás 40 ’C-on történő szárítás után 910 ’C-on induló hőmérsékletű kemencében 7 percig égetjük be, 910-990 ’C közötti hőfokon, majd rászórjuk a két réteg ismert fehér fedőzománcot 1,5 mm rétegvastagságban.

Ennek összetétele a következő: 15 tömegrész S1O2, 16 tömegrész AI2O3, 3 tömegrész CaO, 1,5 tömegrész BaO, 4 tömegrész ZnO, 8 tömegrész Na2O, 24 tömegrész B2O3, 10 tömegrész CaF2, 10 tömegrész T1O2. A zománcpuder 99 tömeg %-ának szemcsemérete: 100 pm-nél kisebb, 1 tömeg %-ának 100 pm-nél nagyobb.

Ezt a 900 °C-os kemencében, rétegenként l’30”-ig égetjük be.

így egy olyan zománcozott öntöttvas fürdőkádat kaptunk, melyen a zománc nagyobb kötéserőséggel köt, mint korábban használatos alapzománcok esetén.

A zománc ütésállóságát vizsgáljuk MSZ 13884—80 szabvány szerint. 43 N rúgóerőnél tapasztalunk először változást, (repedést) a zománcfelületen.

2. példa

Az I. jelű zománc frittet 72 tömegrész SÍO2, 12 tömegrész B2O3, 10 tömegrész Na2O, 6 tömegrész CaF2 oxidösszetételű nyersanyag keverékéből 900 ’C-on 90 percig olvasztjuk.

A II. jelű zománc frittet 65 tömegrész S1O2, 8 tömegrész Na2O, 20 tömegrész B2O3, 0,8 tömegrész CoO, 3,2 tömegrész MgO, 3 tömegrész PbO oxidösszetételű nyersanyag keverkből 1100 ’C-on 110 percig olvasztjuk.

A ΙΠ. jelű alapzománc frittel 49 tömegrész SÍO2, 18 tömegrész Na2O, 20 tőmegrész B2O3, 6,8 tömegrész AI2O3, 4 tömegrész CaF2, Ifi tömegrész CoO, 1,0 tőmegrész NiO oxidösszetételű nyersanyag keverékből 1200 ’C-on 120 percig olvasztjuk.

A IV. jelű alapzománc frittet 50 tömegrész SÍO2, 12 tömegrész Na2O, 19 tömegrész B2O3, 6 tömegrész AI2O3, 5,9 tömegrész CaO, 2 tömegrész MgO, 3 tömegrész K2O, 0,7 tömegrész CoO, 0,9 tömegrész

HU 201719 Β

Μηθ2, 0,5 tömegrész Ρ2Ο5 oxidösszetételű nyersnyag keverékből 1200 ’C-on 125 percig olvasztjuk.

Az előőrleményt a következő összetétellel készítjük

el és olyan finomságúra őröljük, hogy a 100 pm lyukbőségü szitán 40 tömeg %-a fennmaradjon.
I. jelű zománc fritt	55 tömegrész
II. jelű zománc fritt	10 tömegrész
ΙΠ. jelű zománc fritt	7 tömegrész
IV. jelű zománc fritt	7 tömegrész
Kvarchomok	6 tömegrész
Cirkon-szilikát	5 tömegrész
Agyag (K 231 gyártja: Bayer, DE)	10 tömegrész 100 tömegrész
Az alpzománc iszapot állítjuk elő:	a következő összetétellel
Előőrlemény	75 tömegrész
Kvarcliszt	11 tömegrész
Fehér agyag (1. példa szerinti)	9 tömegrész
NaNO2	2 tömegrész
H3BO3	2,5 tömegrész
Cellulóz glikolát	0,5 tömegrész
Víz	90 liter

Az iszapot olyan finomságúra őröljük, hogy a 100 pm-es lyukméretű szitán 0,8 tömeg %-a maradjon fenn. 30 Ezt az alapzománc iszapot a fürdőkád felületére szórópisztollyal hordtuk fel 100 pm rétegvastagságban. Száradás után 950 ’C-os induló hőfokú kemencében 8 perc alatt 950-1050 °C-on égetjük be, majd az 1. példa szerinti fedőzománcot 1,5 mm rétegvas- 35 tagságban két rétegben visszük fel és 950 °C-on rétegenként 1 perc 30 másodperc alatt égetjük be.

Lehűlés után a fürdőkádon az MSZ 13884-70 szabvány szerint vizsgáljuk az ütésállóságot, ami a zománc kötéserősségét mutatja.

A mérés szerint 40 N rugóerőnél történik a zománcozott felületen először változás (repedés).

3. (összehasonlító) példa

Összehasonlításként fürdőkádra az 1. példában leírttal azonos módon, az 1. példában megadott összetételű alapzománcot visszünk fel 100 pm rétegvastagságban, azzal az eltéréssel, hogy cirkon-szilikátot és cellulóz-glikolátot nem alkalmazunk a kompozícióban.

A cirkon-szilikát mennyisége helyett a Π. jelű frittet, 50 a cellulóz-glikolát mennyisége helyett kvarclisztet adagolunk.

Az alapzománc felvitele, beégése, majd a két réteg fedőzománc felvitele és beégetése az 1. példa szerint történik. A fedőzománc összetétele is az 1. példában leírttal egyező.

Mérjük lehűlés után a fürdőkádon MSZ 13884-70 szabvány szerint az ütésállóságot.

A mérés azt mutatja, hogy már 25 N rugóerőnél változás (repedezés) tapasztalható a zománcfelületen. 60 jelű fritt 50:20:30 tömegarányú elegyéből állítjuk elő az alapzománcot az 1. pédában leírtak szerint úgy, hogy a cirkon-szilikát mennyiségét az a) jelű frittel, a cellulóz-glikolát mennyiségét kvarcliszttel pótoljuk.

Az alapzománc beégetése 860-910 ’C-os hőfok intervallumban történik 7 percig.

A két rétegben felvitt fedőzománc összetétele és beégetési körülményei az 1. példa szerintiek.

A fedőzománc beégetése után megállapíthatjuk, 10 hogy a zománcréteg hiányos, nem egybefüggő.

A zománcbevonattal ellátott felületen mérjük az ütőszilárdságot MSZ 13884-80 szabvány szerint.

Már 5N rugóerőnél repedések tapasztalhatók a zománcfelületen.

Claims (3)

1. Eljárás öntöttvasra felhordható alapzománc bevonat előállítására olyan előőrleményből, amely 900 ’C felett olvasztott frittek elegyéből, 5-20 tömeg % kvarchomokból, 5-20 tömeg % agyagból és 5-20 tömeg % tapadásjavító adalékból áll, majd 70-90 tömegrész előőrleményből, 4-35 tömegrész ismert őrlési adalékból, 0,4-0,8 tömegrész dörzsölés-állóságot elősegítő adalékból, és 80-100 tömegrész vízből nedves őrléssel alapzománc kompozíciót készítünk, amelyet az öntöttvas felületére felviszünk és a bevonatot szárítás után, 910-1050 ’C-on kiégetjük, azzal jellemezve, hogy a fritt elegyet 2CL-70 tömegrész 900-1000 ’C-on olvasztott I-jelű frittből, 5-30 tömegtész Il-jelű, 5-30 tömegrész ΠΙ-jelű és 30-50 tömegrész IV-jelű 1200 $50 ’C-on olvasztott főttekből állítjuk elő száraz őrléssel, mikoris az I-jelű fritt: 65-75 tömegrész szilicium-dioxid,

10-22 tömegrész bór-trioxid, 5-15 tömegrész nátrium-oxid, 1-7 tömegrész kalcium-fluorid, a Π-jelű fritt: 55—65 tömegrész szilicium-dioxid, 15-25 tömegrész bór-trioxid, 1-10 tömegrész nátrium-oxid, 0,2-1,5 tömegrész kobalt-oxid, 1-5 tömeg40 rész magnézium-oxid, 0-5 tömegrész ólom-oxid, a ΙΠ-jelű fritt: 40-50 tömegrész szilicium-dioxid, 15-25 tömegrész bór-trioxid, 15-25 tömegrész nátrium-oxid, 0-5 tömegrész kálcium-fluorid, 5-15 tömegrész alumínium-oxid, 0-1,5 tömegrész CoO és 0-1,5 tömeg45 rész NiO, a IV-jelű fritt: 45-55 tömegrész szilicium-dioxid,

10-20 tömegrész bór-trioxid, 10-15 tömegrész nátrium-oxid, 4-10 tömegrész aluminium-oxid, 2-6 tömegrész kalcium-oxid, 0-5 tömegrész magnéziumoxid, 1-5 tömegrész kálium-oxid, 0-1,5 tömegrész kobalt-oxid, 0,5-1 tömegrész mangán-dioxid, 0-1 tömegrész foszfor-pentoxid oxid-összetételű és tapadásjavító adalékként a szárazőrlésnél cirkon- szilikátot, dörzsölésállóságot javító adalékként a nedves

55 őrlésnél cellulóz-glikolátot alkalmazunk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 900 ’C-on 90 percig olvasztott I-jelű frittet és 1200 ’C-on 125 percig olvasztott Π-, ΙΠ- és IV-jelű frittet alkalmazunk.

4. (összahasonlító) példa

Mindenben az 1. példában leírtak szerint járunk el, de az 1. példa szerinti alapzománc helyett a 183 197 magyar szabadalmi leírásban leírt a), b) és c) 65