RU2497763C2 - Состав композиции и покрытие из нее - Google Patents
Состав композиции и покрытие из нее Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497763C2 RU2497763C2 RU2012106120/03A RU2012106120A RU2497763C2 RU 2497763 C2 RU2497763 C2 RU 2497763C2 RU 2012106120/03 A RU2012106120/03 A RU 2012106120/03A RU 2012106120 A RU2012106120 A RU 2012106120A RU 2497763 C2 RU2497763 C2 RU 2497763C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- coating
- sialon
- beta
- corundum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам огнеупорных композиций и покрытий для защиты деталей литейного оборудования, выполненных из чугуна, от воздействия расплава алюминия. Технический результат изобретения заключается в получении многократно используемого покрытия с повышенной огнестойкостью, температуроустойчивостью, термостойкостью, адгезией и отсутствие смачивания покрытия расплавом алюминия. Композиция для получения покрытия содержит следующие компоненты, мас.%: бета-сиалон 10,00-35,00; корунд 15,00-20,00; кремнийорганическое связующее 30,00-40,00 и фритту 20,00-30,00 состава мас.%: СаО 40,00-60,00; SiO2 22,00-35,00; B2O 18,00-25,00. Покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: бета-сиалон 14,71-46,05; оксид алюминия 13,88-22,87; стеклообразную связку 40,07-62,43 следующего состава, мас.%: СаО 35,52-55,71; Al2O3 1,86-4,44; SiO2 25,72-37,83; В2О3 16,71-22,20. 2 н.п. ф-лы, 10 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к составам огнеупорных композиций и покрытий для защиты деталей оборудования выполненных, например из чугуна, которое используют при переработке, литье, транспортировке и рафинировании алюминия и его сплавов.
Покрытия по металлам, например на чугуне, необходимы для защиты их от воздействия расплава алюминия, так как непосредственный контакт расплава алюминия с чугуном приводит к сильному разъеданию чугуна и загрязнению расплава. (Алюминиевые сплавы (свойства, обработка, применение). Справочник. Пер. с нем. - М.: «Металлургия», 1979. - с.291).
Известен состав из патента (RU 2079472, МПК С04 В28/24, С04 В35/66. 1997.05.20). Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий для изготовления элементов литейной оснастки, контактирующих с расплавленным алюминием и его сплавами. Композиция содержит шамот, глинозем, цемент, жидкое стекло, волокнистый огнеупорный материал, модификатор жидкого стекла и воду.
Недостатком известного технического решения является введение в композицию цемента, жидкого стекла, снижающих огнеупорность и устойчивость к действию расплава алюминия.
Известен состав из патента (RU 2379239, МПК C03C 8/02, 2010.01.20). Защитное технологическое покрытие, содержащее SiO2, MgO, CaO*Al2O3, Al2P3*MgO, BaO*2SiO2, ZnO*Al2O3, Al2O3 в качестве огнеупорного наполнителя и воду, из которого получают защитное покрытие содержащее кристаллические фазы MgO*2SiO2, Al2O3*5CaO, 3Al2O3*5SiO2, с повышенной термостойкостью и температурой применения 1200°C.
Недостатком известного состава является низкая термостойкость температура применения ограничена температурой 1200°C, что связано с его многокомпонентным составом.
Известен состав покрытия из патента (RU 2292252, МПК C23C 26/00, B22C 3/00, 2007.01.27) Защитное покрытие, включающее глину, буру и хлористый калий, предназначенное для защиты металлических форм от разрушения.
Недостатком известного состава покрытия является применение низкоплавких компонентов и однократное применение покрытия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является состав композиции по патенту (RU 2191221 МПК C23C 30/00, C09D 1/02, 2002.10.20). Силикатная композиция для получения термостойкого покрытия. Включающее огнеупорный наполнитель на основе порошкообразных оксидов металлов, жидкое минеральное стекло в качестве связующего, отличающийся тем, что содержит жидкое минеральное стекло с модулем 2,60-3,00 в качестве связующего, в качестве огнеупорного наполнителя - смесь оксидов щелочноземельных и переходных металлов и дополнительно содержит добавку оксид титана (IV) при следующем содержании ингредиентов, мас.%:
Оксид щелочноземельных металлов 5,00-10,00
Оксиды переходных металлов 15,00-20,00
Оксид титана (IV) 10,00-20,00
Жидкое минеральное стекло с модулем 2,60-3,00 остальное
Недостатком известного состава является применение в больших количествах легкоплавкого жидкого стекла, низкие огнестойкость, температуроустойчивость, адгезия, и не высокая стойкость к воздействию расплава алюминия.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка состава композиции и покрытия из нее, которое используют для защиты оборудования при переработке, литье, транспортировке и рафинировании алюминия и его сплавов обладающего повышенной устойчивостью к действию расплава алюминия, высокой термостойкостью и адгезией огнестойкостью, температуроустойчивостью и пригодно для многократного применения.
Поставленная задача достигается тем, что в состав композиции для получения покрытия входят, мас.%: дополнительно бета-сиалон (10,00-35,00), корунд (15,00-20,00), спекающая добавка в виде фритты (20,0-30,0) состава мас.%: CaO (40,00-60,00); SiO2 (22,00-35,00); B2O3 (18,00-25,00) и связующее кремнийорганическое (30,00-40,00). Композицию наносят на сформированный переходный слой на чугуне и преобразуют в покрытие, для этого: нанесенную композицию высушивают при температуре (50-250)°C, и производят термообработку при температуре (800-1000)°C в течение (5-60) мин. Состав покрытия содержит, мас.%: кристаллические фазы бета-сиалон (14,71-46,05) и корунд (13,88-22,87), стеклообразную связку (40,07-62,43) состава мас.%: CaO (35,52-55,71); Al2O3 (1,86-4,45); SiO2 (25,72-37,83); B2O3 (16,71-22,20).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение устойчивости к действию расплава алюминия, повышение термостойкости, адгезии, огнестойкости, температуроустойчивости и возможность многократного применения покрытия.
Технический результат достигается тем, что состав композиции для получения покрытия содержит порошкообразный огнеупорный наполнитель бета-сиалон, корунд, спекающую добавку в виде фритты и связующее кремнийорганическое, а покрытие содержит кристаллические фазы бета-сиалон, корунд и стеклообразную связку.
Для разработки композиции и покрытия использовали исходные компоненты: бета-сиалон с размером зерна не более 3 мкм синтезированный методом карботермического восстановления каолина; корунд ОСТ 2 MT-71- 1-82 с размером зерна не более 10 мкм; фритта получена из шихты совместного помола (CaCO3 по ГОСТ 4530-76, SiO2 по ГОСТ 9428-73, H3BO3 по ГОСТ 9656-75) путем обжига при температуре 1200°C, дроблением и помолом до размера зерна не более 10 мкм; связка кремнеорганическая ГС-20П с содержанием сухого остатка SiO2 17,00-20,00 мас.%.
Композицию и покрытие из нее для защиты от воздействия расплава алюминия получают, смешивая в лопастной мешалке порошкообразный огнеупорный наполнитель (бета-сиалон, корунд), спекающую добавку (фритта) и связующее кремнеорганическое, взятое в заявляемом количестве, мас.%, в течение (15-40) мин. Для получения покрытия, полученную композицию наносят на предварительно подготовленную поверхность детали из металла, например чугуна, сушат и производят термообработку при температуре (800-1000)°C в течение (50÷60) мин.
Подготовку поверхности детали из металла осуществляют пескоструйной обработкой, очищают от загрязнения и формируют переходный слой на основе фритты и огнеупорного наполнителя, например корунда для компенсирования напряжений по коэффициенту термического линейного расширения.
Выбор заявляемого состава композиции обусловлен следующим:
- При содержании бета-сиалона менее 10,00 мас.% композиция имеет вязкость менее 5 Па*с, уменьшается толщина наносимого слоя для образования покрытия до 50 мкм, образует усадочные трещины, уменьшается термостойкость и адгезия к чугуну и увеличивается смачивание расплавом алюминия. При содержании бета-сиалона более 35,00 мас.% композиция имеет вязкость более 15 Па*с и затрудняется ее нанесение на поверхность чугуна.
- При содержании корунда менее 15,00 мас.% композиция образует усадочные трещины, уменьшается термостойкость и адгезия к чугуну, при содержании корунда более 20,00 мас.% композиции загустевает, уменьшается адгезия к чугуну.
- При содержании фритты менее 20,00 мас.% композиция образует усадочные трещины, при содержании фритты более 30,00 мас.% композиция комкуется и затрудняется нанесение слоя для формирования покрытия.
- При содержании кремнийорганического связующего менее 30,00 мас.% композиция имеет вязкость более 15 Па*с, затрудняется нанесение, и формирование покрытия, увеличивается, толщина слоя более 250 мкм, уменьшается термостойкость и адгезия к чугуну. При содержании кремнийорганического связующего более 40,00 мас.% композиция имеет вязкость менее 15 Па*с, толщина слоя менее 50 мкм, в процессе сушки возникают дополнительные напряжения, приводящие к отслоению.
Выбор состава покрытия обусловлен следующим:
- При содержании в покрытие бета-сиалона менее 14,71 мас.% уменьшается стойкость к действию расплава алюминия и краевой угол смачивания до значения менее 100 град. При содержании в покрытие бета-сиалона более 46,05 мас.% существенно уменьшается коэффициент термического линейного расширения, что приводит к дополнительным термическим напряжениям и снижению адгезии.
- При содержании корунда менее 13,88 мас.% снижается термостойкость покрытия, при содержании корунда более 22,87 мас.% возникают дополнительные термические напряжения и снижение адгезии
- При содержании в покрытие стеклообразной связки менее 40,07 мас.% уменьшается адгезия к чугуну и повышается пористость покрытия. При содержании стеклофазы более 62,43 мас.% уменьшается стойкость к действию расплава алюминия и уменьшается краевой угол смачивания до значения менее 100 град.
Предлагаемый состав покрытия для защиты деталей плавильного оборудования, выполненного, например, из чугуна позволяет осуществлять многократное использование покрытия, увеличить термостойкость и адгезию защитного покрытия, уменьшить смачивание покрытия расплавом алюминия, кроме того увеличить огнестойкость и температуроустойчивость.
Примеры осуществления заявляемого технического решения
Пример 1. Берут 10 кг бета-сиалона, 20 кг корунда, фритты 30 кг и 40 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 20 мин (пример №1, таблица 1). Подготовленную композицию наносят методом окраски на переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре 120°C и производят термообработку при температуре 900°C в течение 40 мин. Адгезия полученного покрытия составляет 10-11 МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 25 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №1, таблица 2).
Пример 2. Берут 24 кг бета-сиалона, 17 кг корунда, фритты 25 кг и 34 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №2, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре 100°C и производят термообработку при температуре 850°C в течение 40 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (12-13) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (150-160) град., термостойкость 23 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №2, таблица 2).
Пример 3. Берут 35 кг бета-сиалона, 15 кг корунда, фритты 20 кг и 30 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №3, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 1000°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 19 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №3, таблица 2).
Пример 4. Берут 20 кг бета-сиалона, 10 кг корунда, фритты 30 кг и 40 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №4, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 1000°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (12-13) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 21 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №4, таблица 2).
Пример 5. Берут 30 кг бета-сиалона, 20 кг корунда, фритты 20 кг и 30 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №5, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°С и производят термообработку при температуре 950°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 25 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №5, таблица 2).
Пример 6. Берут 15 кг бета-сиалона, 15 кг корунда, фритты 30 кг и 40 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №6, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 800°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 19 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №6, таблица 2).
Пример 7. Берут 20 кг бета-сиалона, 20 кг корунда, фритты 30 кг и 30 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №7, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 950°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 25 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №7, таблица 2).
Пример 8. Берут 30 кг бета-сиалона, 10 кг корунда, фритты 30 кг и 30 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №8, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 1000°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (150-160) град., термостойкость 22 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №8, таблица 2).
Пример 9. Берут 25 кг бета-сиалона, 20 кг корунда, фритты 25 кг и 30 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №9, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 1000°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (11-12) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (140-150) град., термостойкость 25 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №9, таблица 2).
Пример 10. Берут 35 кг бета-сиалона, 10 кг корунда, фритты 20 кг и 35 кг связующего кремнийорганического (ГС-20П). Компоненты смешивают в лопастной мешалке в течение 30 мин (пример №10, таблица 1). Полученную композицию наносят методом окраски на предварительно сформированный переходный слой на поверхности чугуна. Образованный слой сушат при температуре (15÷50)°C и производят термообработку при температуре 1000°C в течение 60 мин. Адгезия полученного покрытия составляет (10-11) МПа, угол смачивания расплавом алюминия (150-160) град., термостойкость 19 теплосмен по режиму 20°C→950C°→20°C. Состав и показатели свойств покрытия (пример №10, таблица 2).
Claims (2)
1. Состав композиции для получения покрытия, содержащий порошкообразный огнеупорный наполнитель, связующее, добавку, отличающийся тем, что дополнительно содержит бета-сиалон и спекающую добавку в виде фритты, мас.%: СаО (40,00-60,00); SiO2 (22,00-35,00); B2O3 (18,00-25,00), связующее кремнеорганическое и корунд при следующем соотношении, мас.%:
бета-сиалон 10,00-35,00
корунд 15,00-20,00
спекающая добавка, фритта 20,00-30,00
связующее кремнийорганическое 30,00-40,00
2. Покрытие из состава по п.1, включающее огнеупорный наполнитель и связку, отличающееся тем, что содержит кристаллические фазы бета-сиалон, корунд и стеклообразную связку состава, мас.%: СаО (35,52-55,71); Al2O3 (1,86-4,45); SiO2 (25,72-37,83); B2O3 (16,71-22,20), при следующем соотношении, мас.%:
бета-сиалон 14,71-46,05
корунд 13,88-22,87
стеклообразная связка 40,07-62,43
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012106120/03A RU2497763C2 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Состав композиции и покрытие из нее |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012106120/03A RU2497763C2 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Состав композиции и покрытие из нее |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012106120A RU2012106120A (ru) | 2013-08-27 |
| RU2497763C2 true RU2497763C2 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49163482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012106120/03A RU2497763C2 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Состав композиции и покрытие из нее |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497763C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1428724A1 (ru) * | 1985-12-19 | 1988-10-07 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Покрытие дл защиты стальных изделий |
| SU1451113A1 (ru) * | 1986-12-25 | 1989-01-15 | Предприятие П/Я А-1147 | Покрытие дл защиты сталей от окислени и обезуглероживани |
| RU2191221C2 (ru) * | 1998-08-28 | 2002-10-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Силикатная композиция для получения термостойкого покрытия |
| RU2407840C1 (ru) * | 2007-04-20 | 2010-12-27 | Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С. А. Р. Р. Д. Гмбх | Защитное покрытие от износа |
-
2012
- 2012-02-20 RU RU2012106120/03A patent/RU2497763C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1428724A1 (ru) * | 1985-12-19 | 1988-10-07 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Покрытие дл защиты стальных изделий |
| SU1451113A1 (ru) * | 1986-12-25 | 1989-01-15 | Предприятие П/Я А-1147 | Покрытие дл защиты сталей от окислени и обезуглероживани |
| RU2191221C2 (ru) * | 1998-08-28 | 2002-10-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Силикатная композиция для получения термостойкого покрытия |
| RU2407840C1 (ru) * | 2007-04-20 | 2010-12-27 | Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С. А. Р. Р. Д. Гмбх | Защитное покрытие от износа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012106120A (ru) | 2013-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7136704B2 (ja) | 乾燥粒子耐火組成物用の焼結助剤 | |
| JP7193544B2 (ja) | 熱間圧延における酸化物スケール生成を低減するための化学的方法 | |
| CN107098684A (zh) | 一种不污染高强铝合金的耐火浇注料 | |
| CN101928480A (zh) | 一种镁碳砖无铝抗氧化涂层的制备方法 | |
| EP0165754A2 (en) | Treatment of refractory articles | |
| US7238390B2 (en) | Coating precursor and method for coating a substrate with a refractory layer | |
| JP2019527184A5 (ru) | ||
| KR20060126537A (ko) | 내화 재료와 용탕의 반응을 억제시키는 방법 | |
| WO2020096541A1 (en) | A mixture containing precision casting waste sand for making opaque glaze and opaque frit and its production method | |
| JP4234330B2 (ja) | 不定形耐火組成物 | |
| AdabiFiroozjaei et al. | Effects of V2O5 addition on the corrosion resistance of andalusite-based low-cement castables with molten Al-alloy | |
| JP4484694B2 (ja) | キャスタブル耐火物 | |
| CN106083090A (zh) | 一种不粘铝浇注料 | |
| RU2497763C2 (ru) | Состав композиции и покрытие из нее | |
| CN104557091B (zh) | 一种不粘铝浇注料 | |
| RU2596233C1 (ru) | Огнеупорная торкрет-масса | |
| AU2002362826B2 (en) | Coating precursor and method for coating a substrate with a refractory layer | |
| EP3281929B1 (en) | Protective coating composition for molten aluminium and alkali metal environments | |
| WO2003095391A1 (fr) | Composition refractaire monolithique | |
| JPS6090867A (ja) | 改善された耐アルカリ性耐火組成物 | |
| KR20070122240A (ko) | 주철 파이프의 원심분리형 캐스팅 몰드 보호용습식-스프레이 제품과 조합되는 건식-스프레이 제품 | |
| RU2347823C1 (ru) | Состав защитно-технологического покрытия стеклокерамического типа | |
| CN105481386A (zh) | 一种碳质耐火材料抗氧化涂料 | |
| JP2016169113A (ja) | 耐爆裂性キャスタブル | |
| RU2521540C2 (ru) | Термостойкий керамический композит |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140221 |