RU2255076C1 - Heat-resistant coating - Google Patents

Heat-resistant coating Download PDF

Info

Publication number
RU2255076C1
RU2255076C1 RU2003134249/03A RU2003134249A RU2255076C1 RU 2255076 C1 RU2255076 C1 RU 2255076C1 RU 2003134249/03 A RU2003134249/03 A RU 2003134249/03A RU 2003134249 A RU2003134249 A RU 2003134249A RU 2255076 C1 RU2255076 C1 RU 2255076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sio
tio
cao
mgo
coating
Prior art date
Application number
RU2003134249/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.С. Солнцев (RU)
С.С. Солнцев
Н.В. Исаева (RU)
Н.В. Исаева
В.В. Швагирева (RU)
В.В. Швагирева
Г.А. Соловьева (RU)
Г.А. Соловьева
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2003134249/03A priority Critical patent/RU2255076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2255076C1 publication Critical patent/RU2255076C1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to coatings to protect parts of exhaust system of gliders made from heat-resistant alloys and corrosion-resistant steels against high-temperature gas corrosion under operation at temperatures up to 600°C. Coating contains, wt %: SiO2 20.0-36.5, B2O3 4.0-5.0, Al2O3 5.0-6.0, BaO 5.0-6.0, CaO 2.0-4.0, MgO 0.5-1.5, TiO2 1.5-2.5, Cr2O3 15.0-17.0, Na2O 0.6-0.7, P2O5 0.5-1.5, sodium liquid glass 23.0-27.0, and mineral silica-based complex compound 5.0-6.0 composed of, wt %: SiO2 56.25-58.05, Al2O3 34.3-35.1, CaO 1.0-1.2, MgO 1.0-1.1, K2O 2.5-2.6, Na2O 0.6-0.7, TiO2 1.6-1.8, SO3 0.15-0.25, Fe2O3 0.8-1.0, or, instead of SiO2 56.25-58.05, SiO2 35.25-40.05 and SiB4 18.0-21.0. Reliability of operation with thus coated parts is increased by a factor of 1.5-2.
EFFECT: increased heat resistance and adhesion strength.
3 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к материалам для защиты деталей выхлопной системы планера, выполненных из жаропрочных сплавов и коррозионно-стойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации до 600°С.The invention relates to mechanical engineering, namely to materials for protecting parts of an airframe exhaust system made of heat-resistant alloys and corrosion-resistant steels from high-temperature gas corrosion during operation up to 600 ° C.

Одним из факторов, определяющим эксплуатационные показатели жаростойких покрытий, является сплошность. Наличие незначительных дефектов ослабляет защитное действие покрытий. Для устранения отдельных сколов и других дефектов покрытия в процессе изготовления необходим повторный обжиг деталей, что приводит к разупрочнению защищаемых материалов. При возникновении мелких дефектов в процессе эксплуатации детали также повторно эмалируются и обжигаются.One of the factors determining the performance of heat-resistant coatings is continuity. The presence of minor defects weakens the protective effect of coatings. To eliminate individual chips and other defects of the coating during the manufacturing process, re-firing of parts is necessary, which leads to softening of the protected materials. If minor defects occur during operation, the parts are also re-enameled and fired.

Для устранения дефектов эмалевого покрытия необходимо применение жаростойких покрытий холодного отверждения.To eliminate defects in the enamel coating, it is necessary to use heat-resistant coatings of cold curing.

Известно покрытие, имеющее следующий химический состав, мас.%: фритта А: SiO2 35-50, В2O 3-10, Аl2О3 0-5 и/или Sb2О3, RO 0-5, R1 2O 5-30, TiO2 20-30, ZnO 0,1-10; 0-10 Fе2O3, Сr2О3, NiO, MnO, CoO и/или CuO; фритта В: SiO2 40-60, В2O 3-10, Аl2О3 10-25, RO 10-30, R1 2O 0,1-10, 0-10 Fе2O3, Сr2O3, NiO, MnO, CoO и/или CuO, где RO включает MgО, СаО, SrO и/или ВаО, а R2O, Na2O, K2O и/или Li2O, сырьевые материалы, выбранные из группы: кварц, полевой шпат, оксид циркония, волластонит, нефелин, сиенит и другие, а также необходимые количества добавок из группы Fе2O3, Сr2O3, NiO, MnO, CoO, CuO, ТiO2 и их смесей (WO 98/28236).A coating is known having the following chemical composition, wt.%: Frit A: SiO 2 35-50, B 2 O 3-10, Al 2 O 3 0-5 and / or Sb 2 O 3 , RO 0-5, R 1 2 O 5-30, TiO 2 20-30, ZnO 0.1-10; 0-10 Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , NiO, MnO, CoO and / or CuO; frit B: SiO 2 40-60, B 2 O 3-10, Al 2 O 3 10-25, RO 10-30, R 1 2 O 0.1-10, 0-10 Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , NiO, MnO, CoO and / or CuO, where RO includes MgO, CaO, SrO and / or BaO, and R 2 O, Na 2 O, K 2 O and / or Li 2 O, raw materials selected from the group : quartz, feldspar, zirconia, wollastonite, nepheline, syenite and others, as well as the necessary amounts of additives from the group Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , NiO, MnO, CoO, CuO, TiO 2 and their mixtures (WO 98 / 28236).

Указанный состав покрытия формируется при температурах порядка 700°С и при этом отличается недостаточно высокими характеристиками по температуроустойчивости и прочности сцепления при рабочей температуре 600°С.The specified coating composition is formed at temperatures of the order of 700 ° C and at the same time is characterized by insufficiently high characteristics in terms of temperature stability and adhesion strength at a working temperature of 600 ° C.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является жаростойкое покрытие химического состава, мас.%:The closest analogue, taken as a prototype, is a heat-resistant coating of chemical composition, wt.%:

SiO2 38-52,6SiO 2 38-52.6

В2O3 6,0-7,5B 2 O 3 6.0-7.5

Аl2О3 18,0-20,0Al 2 O 3 18.0-20.0

ВаО 7,0-9,0Bao 7.0-9.0

СаО 3,5-7,5CaO 3.5-7.5

MgО 0,9-2,0MgO 0.9-2.0

ТiO2 2,5-4,0TiO 2 2.5-4.0

Сr2O3 4,0-5,5Cr 2 O 3 4.0-5.5

минеральное комплексное соединение 5,5-6,5mineral complex compound 5.5-6.5

на основе SiO2 based on SiO 2

При этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит, мас.%:Moreover, the mineral complex compound based on SiO 2 contains, wt.%:

SiO2 56,25-58,05SiO 2 56.25-58.05

Al2O3 34,3-35,1Al 2 O 3 34.3-35.1

CaO 1,0-1,2CaO 1.0-1.2

MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1

К2О 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6

Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7

ТiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8

SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25

Fе2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0

илиor

SiO2 35,25-40,05SiO 2 35.25-40.05

Al2O3 34,3-35,1Al 2 O 3 34.3-35.1

CaO 1,0-1,2CaO 1.0-1.2

MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1

К2О 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6

Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7

ТiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8

SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25

Fе2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0

SiB4 18,0-21,0SiB 4 18.0-21.0

(Патент РФ №2163897)(RF patent №2163897)

Указанные составы покрытия формируются при температуре 1180-1200°С и имеют низкие показатели по температуроустойчивости и прочности сцепления при температуре эксплуатации 600°С.These coating compositions are formed at a temperature of 1180-1200 ° C and have low rates of temperature stability and adhesion at a temperature of 600 ° C.

Технической задачей изобретения является создание покрытия с повышенной температуроустойчивостью и прочностью сцепления при температуре эксплуатации 600°С, формирующегося при комнатной температуре.An object of the invention is the creation of coatings with high temperature resistance and adhesion strength at an operating temperature of 600 ° C, formed at room temperature.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2O3, Аl2О3, ВаО, CaO, MgO, ТiO2, Сr2O3 и минеральное комплексное соединение на основе SiO2, химического состава, мас.%:The stated technical problem is achieved by the fact that a heat-resistant coating is proposed containing SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , BaO, CaO, MgO, TiO 2 , Cr 2 O 3 and a mineral complex compound based on SiO 2 , chemical composition, wt.%:

SiO2 56,25-58,05SiO 2 56.25-58.05

Аl2O3 34,3-35,1Al 2 O 3 34.3-35.1

CaO 1,0-1,2CaO 1.0-1.2

MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1

К2O 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6

Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7

ТiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8

SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25

Fe2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0

илиor

SiO2 35,25-40,05SiO 2 35.25-40.05

Аl2O3 34,3-35,1Al 2 O 3 34.3-35.1

CaO 1,0-1,2CaO 1.0-1.2

MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1

К2O 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6

Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7

TiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8

SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25

Fе2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0

SiB4 18,0-21,0SiB 4 18.0-21.0

которое дополнительно содержит Na2O, P2O5, натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:which additionally contains Na 2 O, P 2 O 5 , sodium liquid glass in the following ratio of components, wt.%:

SiO2 20,0-36,5SiO 2 20.0-36.5

В2O3 4,0-5,0B 2 O 3 4.0-5.0

Аl2О3 5,0-6,0Al 2 O 3 5.0-6.0

BaO 5,0-6,0BaO 5.0-6.0

CaO 2,0-4,0CaO 2.0-4.0

MgO 0,5-1,5MgO 0.5-1.5

TiO2 1,5-2,5TiO 2 1.5-2.5

Сr2O3 15,0-17,0Cr 2 O 3 15.0-17.0

минеральное комплексноеmineral complex

соединение на основе SiO2 50-60compound based on SiO 2 50-60

Nа2О 2,0-3,5Na 2 O 2.0-3.5

P2O5 0,5-1,5P 2 O 5 0.5-1.5

натриевое жидкое стекло 23,0-27,0sodium liquid glass 23.0-27.0

Авторами установлено, что введение Na2O, Р2O5, натриевого жидкого стекла (Na2SiO3) при заявляемом соотношении компонентов жаростойкого покрытия обеспечивает снижение температуры формирования покрытия до комнатной, что позволяет оперативно устранять дефекты эмалевого покрытия, и в то же время упрочняет структуру покрытия, снижает его высокотемпературную вязкость, что повышает его температуроустойчивость, прочность сцепления при температуре эксплуатации 600°С.The authors found that the introduction of Na 2 O, P 2 O 5 , sodium liquid glass (Na 2 SiO 3 ) with the claimed ratio of the components of the heat-resistant coating reduces the temperature of coating formation to room temperature, which allows you to quickly eliminate defects in the enamel coating, and at the same time strengthens the structure of the coating, reduces its high temperature viscosity, which increases its temperature resistance, adhesion strength at a temperature of operation of 600 ° C.

Примеры осуществления.Examples of implementation.

Покрытие получают путем перемешивания компонентов при комнатной температуре в течение 5-10 минут до получения однородной массы. Нанесение покрытия на дефектные места производится мягкой кистью ровным слоем. После нанесения покрытия детали сушатся на воздухе в течение 20 часов.The coating is obtained by mixing the components at room temperature for 5-10 minutes until a homogeneous mass is obtained. Coating defective areas is done with a soft brush in an even layer. After coating, the parts are dried in air for 20 hours.

Составы предлагаемого покрытия №1, 2, 3 и прототипа №4 приведены в таблице 1. Составы минерального комплексного соединения на основе SiO2 приведены в таблице 2.The compositions of the proposed coating No. 1, 2, 3 and prototype No. 4 are shown in table 1. The compositions of the mineral complex compounds based on SiO 2 are shown in table 2.

Свойства предлагаемых покрытий приведены в таблице 3. Прочность сцепления (балл) определяли по методу решетчатого надреза.The properties of the proposed coatings are shown in table 3. Adhesion strength (score) was determined by the method of trellised notch.

Для этого на образцах с покрытием анализировали количество дефектов, чем меньше дефектов, тем выше прочность сцепления.For this, the number of defects was analyzed on coated samples; the fewer the defects, the higher the adhesion strength.

Анализ результатов свидетельствует о том, что в сравнении с покрытием-прототипом, имеющим низкие технические характеристики при температуре эксплуатации 600°С, у предлагаемого состава температура формирования покрытия снижена до комнатной, температуроустойчивость повысилась в 100 раз, прочность сцепления в 2,5-5 раз.An analysis of the results indicates that, in comparison with the prototype coating, which has low technical characteristics at an operating temperature of 600 ° C, the composition of the proposed composition has a temperature of coating formation that is reduced to room temperature resistance increased by 100 times, adhesion strength by 2.5-5 times .

Применение предлагаемого покрытия, формируемого при комнатной температуре обеспечивает снижение энергоемкости и трудоемкости операции ремонта в производственных условиях и повышение надежности работы деталей с покрытием в 1,5-2 раза.The use of the proposed coating, formed at room temperature, reduces the energy consumption and laboriousness of the repair operation in a production environment and increases the reliability of parts with a coating by 1.5-2 times.

Предлагаемое покрытие обеспечивает экологическую чистоту производства.The proposed coating ensures environmental cleanliness of production.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (1)

Жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2О3, Аl2О3, BaO, СаО, MgO, TiO2, Сr2О3, минеральное комплексное соединение на основе SiO2, химического состава, мас.%:Heat-resistant coating containing SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , BaO, CaO, MgO, TiO 2 , Cr 2 O 3 , a mineral complex compound based on SiO 2 , chemical composition, wt.%: SiO2 56,25-58,05SiO 2 56.25-58.05 Al2O3 34,3-35,1Al 2 O 3 34.3-35.1 СаО 1,0-1,2CaO 1.0-1.2 MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1 K2O 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6 Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7 TiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8 SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25 Fе2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0 илиor SiO2 35,25-40,05SiO 2 35.25-40.05 Аl2O3 34,30-35,10Al 2 O 3 34.30-35.10 СаО 1,0-1,2CaO 1.0-1.2 MgO 1,0-1,1MgO 1.0-1.1 К2O 2,5-2,6K 2 O 2.5-2.6 Na2O 0,6-0,7Na 2 O 0.6-0.7 TiO2 1,6-1,8TiO 2 1.6-1.8 SO3 0,15-0,25SO 3 0.15-0.25 Fе2O3 0,8-1,0Fe 2 O 3 0.8-1.0 SiB4 18,0-21,0,SiB 4 18.0-21.0, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, Р2O5, натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:characterized in that it additionally contains Na 2 O, P 2 O 5 , sodium liquid glass in the following ratio of components, wt.%: SiO2 20,0-36,5SiO 2 20.0-36.5 В2O3 4,0-5,0B 2 O 3 4.0-5.0 Аl2О3 5,0-6,0Al 2 O 3 5.0-6.0 BaO 5,0-6,0BaO 5.0-6.0 СаО 2,0-4,0CaO 2.0-4.0 MgO 0,5-1,5MgO 0.5-1.5 TiO2 1,5-2,5TiO 2 1.5-2.5 Сr2O3 15,0-17,0Cr 2 O 3 15.0-17.0 минеральное комплексное 5,0-6,0mineral complex 5.0-6.0 соединение на основе SiO2 SiO 2 -based compound Na2O 2,0-3,5Na 2 O 2.0-3.5 Р2O5 0,5-1,5P 2 O 5 0.5-1.5 Натриевое жидкое стекло 23,0-27,0Sodium Liquid Glass 23.0-27.0
RU2003134249/03A 2003-11-26 2003-11-26 Heat-resistant coating RU2255076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134249/03A RU2255076C1 (en) 2003-11-26 2003-11-26 Heat-resistant coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134249/03A RU2255076C1 (en) 2003-11-26 2003-11-26 Heat-resistant coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2255076C1 true RU2255076C1 (en) 2005-06-27

Family

ID=35836607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134249/03A RU2255076C1 (en) 2003-11-26 2003-11-26 Heat-resistant coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255076C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642608C1 (en) * 2017-02-06 2018-01-25 Юлия Алексеевна Щепочкина Glaze
CN113929500A (en) * 2021-10-08 2022-01-14 西安交通大学 Method for preparing aluminum oxide ceramic surface composite coating for vacuum arc-extinguishing chamber through 3D printing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642608C1 (en) * 2017-02-06 2018-01-25 Юлия Алексеевна Щепочкина Glaze
CN113929500A (en) * 2021-10-08 2022-01-14 西安交通大学 Method for preparing aluminum oxide ceramic surface composite coating for vacuum arc-extinguishing chamber through 3D printing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101476500B1 (en) Composition for enamel, preparation method of composition for enamel, and cooking appliance
KR101411034B1 (en) Composition for enamel and cooking appliance to apply the same
US5179047A (en) Hermetic sealing glass composition
JP2006206430A (en) Lead-free and cadmium-free glass for glazing, enameling and decoration of glass or glass-ceramic
KR102481595B1 (en) Antibacterial glass composite, manufacturing method thereof
WO2009058746A1 (en) Tile glaze
JP2001039733A (en) Lead-free glaze and spark plug
KR102292631B1 (en) Composition for enamel, method for preparation thereof and cooking appliance
Duke et al. Strengthening glass‐ceramics by application of compressive glazes
RU2255076C1 (en) Heat-resistant coating
CN105948495A (en) Low-temperature corrosion-resistant glaze material used for enamel pipe
JP2002308645A (en) Lead-free glass, glass-ceramics composition and glass paste
RU2008125073A (en) COMPOSITION, FRIT, ENAMEL AND CERAMIC COMPONENTS AND METHODS FOR THEIR MANUFACTURE
KR20030032958A (en) Glass composition and glass-forming material comprising the same
JP2001322832A (en) Sealing composition
JP2000203878A (en) Glass ceramic composition
RU2328472C1 (en) Heat-resistant coating
RU2239616C2 (en) Refractory coating
RU2273609C1 (en) Heat-resistant coating
JP2001058849A (en) Barium borosilicate glass and glass ceramic composition
RU2358925C1 (en) Heat-resistant coating
RU2191165C2 (en) Heat-resistant cover
RU2812460C1 (en) Heat-resistant multifunctional coating
RU2163897C2 (en) Heat-resistant coating
ES2597166B1 (en) CERAMIC COMPOSITION FOR THE COATING OF METAL SURFACES, METHOD AND RESULTING CERAMIC LAYER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131127