RU2358925C1 - Heat-resistant coating - Google Patents
Heat-resistant coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2358925C1 RU2358925C1 RU2007141178/03A RU2007141178A RU2358925C1 RU 2358925 C1 RU2358925 C1 RU 2358925C1 RU 2007141178/03 A RU2007141178/03 A RU 2007141178/03A RU 2007141178 A RU2007141178 A RU 2007141178A RU 2358925 C1 RU2358925 C1 RU 2358925C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- tio
- cao
- mgo
- heat
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к материалам для защиты деталей газотурбинных двигателей (камера сгорания, стабилизаторы, створки, проставки и др.) из высокожаропрочных никелевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации при температуре 1200°С, используемых в авиационной технике и в машиностроении.The invention relates to materials for protecting parts of gas turbine engines (combustion chamber, stabilizers, wings, spacers, etc.) from high-temperature nickel alloys from high-temperature gas corrosion during operation at a temperature of 1200 ° C, used in aircraft and in mechanical engineering.
Жаропрочные сплавы при высоких температурах имеют тенденцию к активному окислению, в связи с чем для повышения сопротивляемости сплавов высокотемпературной газовой коррозии эффективны защитные эмалевые покрытия, регламентирующие процесс окисления металла при высоких температурах. Необходимыми условиями эффективной защиты сплавов являются: высокие эксплуатационные характеристики покрытий при рабочей температуре, такие как термостойкость, температуроустойчивость, коррозионная стойкость, жаростойкость и др.Heat-resistant alloys at high temperatures tend to actively oxidize, and therefore protective enamel coatings regulating the process of metal oxidation at high temperatures are effective in increasing the resistance of high-temperature gas corrosion alloys. The necessary conditions for the effective protection of alloys are: high performance coatings at operating temperature, such as heat resistance, temperature resistance, corrosion resistance, heat resistance, etc.
Известно жаростойкое покрытие следующего химического состава, мас.%: SiO2 20,0-33,0, В2О3 4,0-5,0, Al2О3 7,0-8,0, ВаО 7,0-8,0, СаО 4,0-5,5, MgO 0,5-1,5, TiO2 1,0-2,2, Cr2О3 15,0-17,0, минеральное комплексное соединение на основе SiO2 5,0-6,0, полиметилфенилсилоксан 0,5-0,8, кремнийорганическая смола 11,5-12,5 ксилол 10,0-11,0, SiB4 1,5-2,5, при этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит, мас.%: SiO2 56,25-58,05, Al2О3 34,3-35,1, СаО 1,0-1,2, MgO 1,0-1,1, К2О 2,5-2,6, Na2О 0,6-0,7, TiO2 1,6-1,8, SO3 0,15-0,25, Fe2О3 0,8-1,0 или SiO2 35,25-40,05, Al2О3 34,3-35,1, СаО 1,0-1,2, MgO 1,0-1,1, K2О 2,5-2,6, Na2О 0,6-0,7, TiO2 1,6-1,8, SO3 0,15-0,25, Fe2О3 0,8-1,0, SiB4 18,0-21,0 (Патент РФ №2273609).A heat-resistant coating of the following chemical composition is known, wt.%: SiO 2 20.0-33.0, B 2 O 3 4.0-5.0, Al 2 O 3 7.0-8.0, BaO 7.0- 8.0, CaO 4.0-5.5, MgO 0.5-1.5, TiO 2 1.0-2.2, Cr 2 O 3 15.0-17.0, mineral complex compound based on SiO 2 5.0-6.0, polymethylphenylsiloxane 0.5-0.8, organosilicon resin 11.5-12.5 xylene 10.0-11.0, SiB 4 1.5-2.5, while the mineral complex a compound based on SiO 2 contains, wt.%: SiO 2 56.25-58.05, Al 2 O 3 34.3-35.1, CaO 1.0-1.2, MgO 1.0-1.1 , K 2 O 2.5-2.6, Na 2 O 0.6-0.7, TiO 2 1.6-1.8, SO 3 0.15-0.25, Fe 2 O 3 0.8 -1.0 or SiO 2 35.25-40.05, Al 2 O 3 34.3-35.1, CaO 1.0-1.2, MgO 1.0-1.1, K 2 O 2, 5-2.6, Na 2 O 0.6-0.7, TiO 2 1.6-1.8, SO 3 0.15-0.25, Fe 2 O 3 0.8-1.0, SiB 4 18.0-21.0 (RF Patent No. 2273609).
Недостатком известного покрытия является то, что оно работоспособно и имеет высокие эксплуатационные характеристики при температурах не выше 1000°С.A disadvantage of the known coating is that it is workable and has high performance at temperatures not exceeding 1000 ° C.
Известно покрытие, имеющее следующий химический состав, мас.%: фритта А: SiO2 35-50, В2О 3-10, Al2О3 0-5 и/или Sb2О3, RO 0-5, R1 2О 15-30, TiO2 20-30, ZnO 0,1-10, Fe2О3 0-10, Cr2О3, NiO, MnO, CoO и/или CuO, фритта В: SiO2 40-60, B2О 3-10, Al2О3 10-25, RO 10-30, R1 2О 0,1-10, Fe2О3 0-10, Cr2О3, NiO, MnO, CoO и/или CuO, где RO включает MgO, СаО, SrO и/или ВаО, a R1 2О Na2О, К2О и/или Li2О, сырьевые материалы, выбранные из группы: кварц, полевой шпат, оксид циркония, волластонит, нефелин, сиенит и другие, а также необходимые количества добавок из группы Fe2О3, Сг2О3, NiO, MnO, CoO, CuO, TiO2 и их смесей (Патент ЕР №0948466).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 15-30, TiO 2 20-30, ZnO 0.1-10, Fe 2 O 3 0-10, 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, Fe 2 O 3 0-10, Cr 2 O 3 , NiO, MnO, CoO and / or CuO, where RO includes MgO, CaO, SrO and / or BaO, a R 1 2 O Na 2 O, K 2 O and / or Li 2 O, raw materials selected from the group: quartz, feldspar, zirconium oxide , 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 mixtures thereof (Patent EP No. 0948466).
Известно жаростойкое покрытие следующего химического состава, мас.%: SiO2 20,0-36,0, В2О3 4,0-5,0, А12О3 5,0-6,0, ВаО 5,0-6,0, СаО 2,0-4,0, MgO 0,5-1,5, TiO2 1,5-2,5, Cr2О3 15,0-17,0, минеральное комплексное соединение на основе SiO2 5,0-6,0, Na2О 4,0-5,0, P2O5 1,0-2,0, полиметилфенилсилоксан 0,5-0,8,кремнийорганическая смола 11,5-13,2, ксилол, при этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит, мас.%: SiO2 56,25-58,05, Al2О3 34,3-35,1, СаО 1,0-1,2, MgO 1,0-1,1, К2О 2,5-2,6, Na2О 0,6-0,7, TiO2 1,6-1,8, SO3 0,15-0,25, Fe2О3 0,8-1,0 или SiO2 35,25-40,05, Al2О3 34,3-35,1, СаО 1,0-1,2, MgO 1,0-1,1, К2О 2,5-2,6 Na2О 0,6-0,7, TiO2 1,6-1,8, SO3 0,15-0,25, Fe2О3 0,8-1,0, SiB4 18,0-21,0 (Патент РФ 2239616).A heat-resistant coating of the following chemical composition is known, wt.%: SiO 2 20.0-36.0, B 2 O 3 4.0-5.0, A1 2 O 3 5.0-6.0, BaO 5.0- 6.0, CaO 2.0-4.0, MgO 0.5-1.5, TiO 2 1.5-2.5, Cr 2 O 3 15.0-17.0, mineral complex compound based on SiO 2 5.0-6.0, Na 2 O 4.0-5.0, P 2 O 5 1.0-2.0, polymethylphenylsiloxane 0.5-0.8, silicone resin 11.5-13.2 , xylene, while the mineral complex compound based on SiO 2 contains, wt.%: SiO 2 56.25-58.05, Al 2 O 3 34.3-35.1, CaO 1.0-1.2, MgO 1.0-1.1, K 2 O 2.5-2.6, Na 2 O 0.6-0.7, TiO 2 1.6-1.8, SO 3 0.15-0.25, Fe 2 O 3 0.8-1.0 or SiO 2 35.25-40.05, Al 2 O 3 34.3-35.1, CaO 1.0-1.2, MgO 1.0-1, 1, K 2 O 2.5-2.6 Na 2 O 0.6-0.7, TiO 2 1.6-1.8, SO 3 0.15-0.25, Fe 2 O 3 0.8 -1,0, SiB 4 18,0-21,0 (Paten RF 2239616).
Известные составы покрытий для жаропрочных никелевых сплавов обладают пониженными температуроустойчивостью, термостойкостью и прочностью сцепления со сплавами при рабочей температуре 1200°С.Known coating compositions for heat-resistant nickel alloys have reduced temperature resistance, heat resistance and adhesion to alloys at a working temperature of 1200 ° C.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является жаростойкое покрытие состава, мас.%:The closest analogue, taken as a prototype, is a heat-resistant coating composition, wt.%:
При этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит, мас.%:Moreover, the mineral complex compound based on SiO 2 contains, wt.%:
илиor
(Патент РФ п №2163897)(RF patent n №2163897)
Недостатком прототипа также является пониженная температуроустойчивость, термостойкость и прочность сцепления со сплавами при рабочей температуре 1200°С.The disadvantage of the prototype is also reduced temperature resistance, heat resistance and adhesion to alloys at a working temperature of 1200 ° C.
Технической задачей изобретения является создание жаростойкого покрытия с повышенной температуроустойчивостью, термостойкостью и прочностью сцепления для жаропрочных никелевых сплавов при температуре эксплуатации 1200°С.An object of the invention is the creation of a heat-resistant coating with high temperature resistance, heat resistance and adhesion for heat-resistant nickel alloys at an operating temperature of 1200 ° C.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2О3, Al2О3, ВаО, СаО, MgO, TiO2, Cr2О3, 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 that contains 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.%:
илиor
которое дополнительно содержит SiB4 и ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:which additionally contains SiB 4 and ZrO 2 in the following ratio of components, wt.%:
Авторами установлено, что введение борида кремния и оксида циркония при заявленном соотношении и содержании компонентов жаростойкого покрытия упрочняет структуру покрытия за счет образования боросиликатного стекла, армированного частицами борида кремния и оксида циркония, что повышает его температуроустойчивость, прочность сцепления, термостойкость при температуре эксплуатации 1200°С.The authors found that the introduction of silicon boride and zirconium oxide at the stated ratio and content of heat-resistant coating components strengthens the coating structure due to the formation of borosilicate glass reinforced by particles of silicon boride and zirconium oxide, which increases its temperature resistance, adhesion strength, heat resistance at an operating temperature of 1200 ° C .
Примеры осуществленияExamples of implementation
Покрытие получали по шликерно-обжиговой технологии путем размола компонентов в шаровой мельнице в течение 50-52 ч с последующим нанесением полученного шликера на образцы сплава ВЖ171 и обжигом в электропечи при температуре 1200-1220°С.The coating was obtained by slip-firing technology by grinding the components in a ball mill for 50-52 hours, followed by applying the resulting slip to samples of VZh171 alloy and firing in an electric furnace at a temperature of 1200-1220 ° C.
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 предлагаемого покрытия и покрытия-прототипа приведены в таблице 3.The properties of the proposed coating and coating of the prototype are shown in table 3.
Анализ результатов свидетельствует о том, что в сравнении с покрытием-прототипом на жаропрочном сплаве при температуре эксплуатации 1200°С у предлагаемого покрытия соответственно повысилась температуроустойчивость в 3 раза, прочность сцепления в 1,2 раза, термостойкость в 1,5 раза.An analysis of the results indicates that, in comparison with the prototype coating on a heat-resistant alloy at an operating temperature of 1200 ° C, the proposed coating increased temperature resistance 3 times, adhesion strength 1.2 times, heat resistance 1.5 times.
Применение предлагаемого покрытия обеспечивает работоспособность деталей из жаропрочного сплава при температуре эксплуатации 1200°С, повышение надежности работы деталей с покрытием.The application of the proposed coating ensures the performance of parts made of heat-resistant alloy at an operating temperature of 1200 ° C, increasing the reliability of the parts with the coating.
прототипfour
prototype
Claims (1)
или
отличающееся тем, что оно дополнительно содержит SiB4 и ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
or
characterized in that it further comprises SiB 4 and ZrO 2 in the following ratio of components, wt.%:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141178/03A RU2358925C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Heat-resistant coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141178/03A RU2358925C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Heat-resistant coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2358925C1 true RU2358925C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41025855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141178/03A RU2358925C1 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Heat-resistant coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2358925C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112940544A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 宝武特种冶金有限公司 | High-alloy billet anti-oxidation coating resistant to high temperature and long-time heating and coating method |
RU2812460C1 (en) * | 2023-07-12 | 2024-01-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Heat-resistant multifunctional coating |
-
2007
- 2007-11-08 RU RU2007141178/03A patent/RU2358925C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112940544A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 宝武特种冶金有限公司 | High-alloy billet anti-oxidation coating resistant to high temperature and long-time heating and coating method |
RU2812460C1 (en) * | 2023-07-12 | 2024-01-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) | Heat-resistant multifunctional coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102046548B (en) | Semiconductor encapsulation material and method for encapsulating semiconductor using the same | |
US3095311A (en) | Glass compositions | |
US8980776B2 (en) | Lead-free low melting point glass composition | |
CN1186282C (en) | Lead- and zinc-free transparent fritted glaze | |
KR20070006711A (en) | Sealing composition | |
CN101066838A (en) | No-lead sealing glass powder with low smelting point and low expansion coefficient and its prepn process | |
JP2002241143A (en) | Sealing composition | |
KR970061802A (en) | Black glass frit, preparation method thereof and use thereof | |
CN104829130A (en) | Leadless barium-free environment-friendly type crystal glass and preparation method thereof | |
WO1999005070A1 (en) | Lead-free glaze for ceramic articles | |
GB2134100A (en) | Glass for a photomask | |
RU2358925C1 (en) | Heat-resistant coating | |
KR20130026771A (en) | Glass composition for transparent frit materials | |
WO2001090012A1 (en) | Glass composition and glass forming material comprising said composition | |
WO2013054639A1 (en) | Bismuth-containing glass composition | |
WO2012073662A1 (en) | Unleaded low-melting glass composition | |
JP2001322832A (en) | Sealing composition | |
KR20190035806A (en) | Canoite Glass - Ceramic | |
RU2328472C1 (en) | Heat-resistant coating | |
RU2273609C1 (en) | Heat-resistant coating | |
JP7216323B2 (en) | Semiconductor device coating glass and semiconductor coating material using the same | |
RU2812460C1 (en) | Heat-resistant multifunctional coating | |
RU2255076C1 (en) | Heat-resistant coating | |
RU2191165C2 (en) | Heat-resistant cover | |
RU2498951C1 (en) | Glaze |