RU2530283C1 - Защитное покрытие для сталей и сплавов - Google Patents
Защитное покрытие для сталей и сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530283C1 RU2530283C1 RU2013141231/03A RU2013141231A RU2530283C1 RU 2530283 C1 RU2530283 C1 RU 2530283C1 RU 2013141231/03 A RU2013141231/03 A RU 2013141231/03A RU 2013141231 A RU2013141231 A RU 2013141231A RU 2530283 C1 RU2530283 C1 RU 2530283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- sio
- steels
- alloys
- mgo
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к защитным покрытиям для сталей и сплавов от окисления при технологических нагревах. Технический результат изобретения заключается в уменьшении сцепления покрытия к сталям и увеличении вязкости покрытия при сохранении температуроустойчивости до 1150°C. Защитное покрытие содержит следующие компоненты, мас. %: SiO2 - 23-55, MgO - 6,5-20, Na2O - 0,5-6,5, 3СаО·Al2O3 - 1,5-8,0, BaO·Al2O3· SiO2 - 1,5-4,0, Al2O3- остальное. 2 табл.
Description
Изобретение относится к покрытиям для защиты от окисления при технологических нагревах в процессе получения высококачественных деталей и полуфабрикатов из сталей и сплавов при термической и термомеханической обработке заготовок.
Известно защитное покрытие для сталей и сплавов (см Патент РФ №2151110, МПК C03C 8/02, от 18.01.1999) следующего химического состава, масс.%:
SiO2 | 40 | - | 75 |
Al2O3 | 6 | - | 18 |
СаО | 4 | - | 11 |
MgO | 1 | - | 4 |
B2O3 | 5 | - | 15 |
Na2O | 0,5 | - | 1 |
K2O | 0,3 | - | 3 |
BaO | 5 | - | 10 |
Al2O3·3SiO2 | 2 | - | 7 |
Недостатком известного покрытия является высокое сцепление с металлической подложкой и низкая вязкость покрытия.
Известно защитное покрытие для композиционных материалов (см. Патент РФ №2190584, МПК С04В 41/86 от 28.11.2000 г) следующего химического состава, масс.%:
SiO2 | 10 | - | 30 |
Al2O3 | 3 | - | 20 |
СаО | 8 | - | 12 |
MgO | 0,5 | - | 5 |
B2O3 | 3 | - | 12 |
Na2O | 0,1 | - | 0,4 |
K2O | 0,11 | - | 0,2 |
BaO | 3 | - | 11 |
SiB4 | 0,5 | 5 | |
MoSi2 | 32 | - | 70 |
Недостатком известного покрытия является высокое сцепление с защищаемым металлом.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является защитное покрытие преимущественно для титановых сплавов (см. Патент РФ №2312827, МПК C03C 8/02 от 26.06.2006 г.) следующего химического состава, масс.%:
SiO2 | 23 | - | 55 |
MgO | 6,5 | - | 20 |
Na2O | 0,5 | - | 6,5 |
3СаО·Al2O3 | 1,5 | - | 8,0 |
MgO·ZrO2 | 0,5 | - | 2,5 |
Al2O3·MgO | 1 | - | 1,5 |
Al2O3 | Остальное |
Недостатком прототипа является высокое сцепление защитного технологического покрытия к поверхности стальных и титановых деталей и заготовок после проведения термической обработки и низкая вязкость покрытий при рабочих температурах до 1100°C. При изготовлении окончательно готовых деталей оставшееся защитное технологическое покрытие вследствие высокого сцепления с поверхностью заготовок, после проведении термической обработки и охлаждения необходимо обязательно удалить механической или химической обработкой.
Технической задачей изобретения является создание защитного технологического покрытия, обладающего пониженным сцеплением к сталям и сплавам и повышенной вязкостью покрытия при сохранении температуроустойчивости до 1150°C.
Решение задачи достигается тем, что предложено защитное покрытие, включающее SiO2, Al2O3, MgO, Na2O, 3СаО·Al2O3, которое дополнительно содержит ВаО-Al2O3-SiO2 при следующем соотношении компонентов, масс.%:
BaOAl2O3SiO2 | 1,5 | - | 4,0 |
SiO2 | 23 | - | 55 |
MgO | 6,5 | - | 20 |
Na2O | 0,5 | - | 6,5 |
3СаО·Al2O3 | 1,5 | - | 8,0 |
Al2O3 | остальное |
Экспериментально установлено, что введение ВаО-Al2O3·SiO2 в покрытие, а также регламентированное содержание и соотношение заявленных компонентов снизило сцепление покрытия с поверхностью деталей и заготовок из сталей и сплавов, например ВКС10, 30ХГСНА, и повысило температуроустойчивость до 1150°C.
Рентгеноструктурный анализ предлагаемого защитного покрытия показал, что в процессе технологических нагревов на поверхности образуются температуроустойчивые керамические кристаллические фазы, обеспечивающие снижение сцепления покрытия с поверхностью деталей и заготовок и повышение температуроустойчивости покрытия до 1150°C.
Изобретение поясняется следующими примерами:
Пример 1
Для приготовления шликера защитного покрытия компоненты покрытия в соответствующих масс.% (таблица 1) SiO2 - 23, MgO - 20, Na2O - 6,5, 3CaO·Al2O3 - 8,0, ВаО-Al2O3-SiO2 - 1,5, Al2O3 - 41 помещали в фарфоровый барабан с алундовыми шарами в соотношении 1:1,5, затем в барабан добавляли 150 мл водопроводной воды. Размол и перемешивание компонентов проводили в течение 24 часов на шаровой мельнице. Готовый шликер покрытия выгружали в полиэтиленовую емкость, проводили старение шликера в течение 3 суток, затем замеряли вязкость шликера вискозиметром В3246 и из краскораспылителя наносили на образцы сталей ВКС10, ВКС-12, 30ХГСНА. Вязкость шликера покрытия составляла 18 с, толщина покрытия 0,4 мм. Образцы с покрытием подвергали сушки при 20°C в течение 24 часов и затем проводили термическую обработку.
Примеры 2, 3, 4 получения защитных покрытий осуществляли аналогично примеру 1.
Составы предлагаемых защитных покрытий и их свойства приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1 | ||||||||||||
Компоненты, масс.% | ||||||||||||
Номера составов покрытий | SiO2 | MgO | Na2O | 3CaO·Al2O3 | BAO-Al2O3-SiO2 | 2CaO·SiO2 | K2O | BaO | B2O3 | CaO | Al2O3 | |
Предлагаемые | ||||||||||||
1 | 23 | 20 | 6,5 | 8 | 1,5 | - | - | - | - | - | ост. | |
2 | 55 | 6,5 | 0,5 | 1,5 | 4,0 | - | - | - | - | - | ост. | |
3 | 30 | 10 | 5 | 5 | 3,0 | - | - | - | - | - | ост. | |
Прототип 4 | 28 | 1 | 1 | 0,5 | - | - | 0,5 | 1 | 12 | 45 | 6 | 5 |
Сцепление предлагаемого защитного покрытия с поверхностью образцов сталей ВКС-10, ВКС12, 30ХСНА определялось по площади скола в % и по внешнему виду образцов после проведение технологических нагревов.
Вязкость покрытий определялась методом вдавливания иглы в покрытие под нагрузкой 5 г при постепенном нагревании образца с покрытием. Подъем температуры в печи осуществлялся 5°C в минуту.
По глубине проникновения иглы в покрытие по диаграмме вязкости рассчитывалась вязкость покрытия.
Из таблицы 2 видно, что окисляемость сталей ВКС12, 30ХГСНА и сплава ВТ6 с предлагаемым покрытием при температурах 850°C и 1150°C меньше в 10 и 25 раз соответственно на стали ВКС10, на стали 30ХГСНА в 20 и 32 раза по сравнению с покрытием прототипом.
Вязкость предлагаемого покрытия для сталей и сплавов при температурах 850°C, 1150°C в 2 раза выше по сравнению с покрытием прототипа. Площадь скола защитного покрытия с поверхности образцов после технологических нагревов и охлаждения составляет 100%.
Таким образом, предлагаемое покрытие обеспечивает защиту конструкционных сталей от окисления при длительных нагревах до 1150°C и обладает низким сцеплением с поверхностью защищаемых сталей и сплавов, не требуется дополнительного процесса удаления покрытия с заготовок.
Применение предлагаемого защитного технологического покрытия позволит получить качественную поверхность металлических деталей и заготовок при нагревах в обычных печах вместо печей с контролируемой атмосферой 5, обеспечить стабильные механические свойства, снизить трудоемкость и энергоемкость производства металлических деталей и полуфабрикатов.
Таблица 2 | ||||||||
Номера составов покрытий | Окисляемость сталей ВКС10, 30ХГСНА и г/см2 | Сцепление покрытия после нагрева, охлаждения воздухом, площадь скола % | Внешний вид покрытия после испытания и охлаждения воздухом | Вязкость покрытия, η (пуаз) | ||||
Температура нагрева при выдержке 5 часов, °C | ||||||||
900 | 1150 | 900 | 1150 | 900 | 1150 | 900 | 1150 | |
Предлагаемые покрытия на сталь ВКС10 | ||||||||
1 | 0,25 | 0,35 | 100 | 100 | Покрытие | 108 | 106 | |
2 | 0,25 | 0,35 | 100 | 100 | скололось | 108 | 106 | |
3 | 0,255 | 0,35 | 100 | 100 | Поверхность без следов окисления | 108 | 106 | |
Предлагаемые покрытия на сталь 30ХГСНА | ||||||||
1 | 0,15 | 0,25 | 100 | 100 | Покрытие | 108 | 106 | |
2 | 0,15 | 0,25 | 100 | 100 | скололось | 108 | 106 | |
3 | 0,15 | 0,25 | 100 | 100 | Поверхность без следов окисления | 108 | 106 | |
Покрытие-прототип на сталь ВКС10 | 2 | 8 | 0 | 0 | Покрытие не скалывается | 103 | 102 | |
Под покрытием окалина | ||||||||
Покрытие-прототип на сталь 30ХГСНА | 2 | 6 | 0 | 0 | Покрытие не скалывается | 103 | 102 | |
Под покрытием окалина | ||||||||
Claims (1)
- Защитное покрытие для сталей и сплавов, включающее SiO2, MgO, Na2O, 3СаО·Al2O3, Al2O3, отличающееся тем, что дополнительно содержит BaO-Al2O3-SiO2 при следующем соотношении компонентов, масс.%:
BaOAl2O3SiO2 1,5 - 4,0 SiO2 23 - 55 MgO 6,5 - 20 Na2O 0,5 - 6,5 3СаО·Al2O3 1,5 - 8,0 Al2O3 остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141231/03A RU2530283C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Защитное покрытие для сталей и сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141231/03A RU2530283C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Защитное покрытие для сталей и сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2530283C1 true RU2530283C1 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=53381604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013141231/03A RU2530283C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Защитное покрытие для сталей и сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2530283C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661942C1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-07-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Жаростойкое покрытие |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2091354C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-09-27 | Производственное объединение "Южный машиностроительный завод" | Высокотемпературное защитное покрытие |
RU2151111C1 (ru) * | 1999-01-18 | 2000-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Защитное технологическое покрытие |
US6764771B1 (en) * | 1997-11-03 | 2004-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Product, especially a gas turbine component, with a ceramic heat insulating layer |
RU2312827C1 (ru) * | 2006-06-26 | 2007-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов |
-
2013
- 2013-09-09 RU RU2013141231/03A patent/RU2530283C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2091354C1 (ru) * | 1990-07-09 | 1997-09-27 | Производственное объединение "Южный машиностроительный завод" | Высокотемпературное защитное покрытие |
US6764771B1 (en) * | 1997-11-03 | 2004-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Product, especially a gas turbine component, with a ceramic heat insulating layer |
RU2151111C1 (ru) * | 1999-01-18 | 2000-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Защитное технологическое покрытие |
RU2312827C1 (ru) * | 2006-06-26 | 2007-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661942C1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-07-23 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Жаростойкое покрытие |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200339470A1 (en) | Method to increase the strength of a form body of lithium silicate glass ceramic | |
Abulyazied et al. | Synthesis, structural and biomedical characterization of hydroxyapatite/borosilicate bioactive glass nanocomposites | |
CN103282548B (zh) | 抗氧化剂和金属材料的制造方法 | |
EP2069250B1 (en) | Process for the preparation of ceramic glass material in the form of sheets and sheets thus obtained | |
JP2022133478A (ja) | グレーズ加工セラミック体を生成する方法 | |
RU2530283C1 (ru) | Защитное покрытие для сталей и сплавов | |
CN103210119A (zh) | 抗氧化剂、抗氧化剂的制造方法以及金属材料的制造方法 | |
RU2533509C1 (ru) | Защитное покрытие для сталей и сплавов | |
Chen et al. | Glass–alumina composite coatings for high temperature corrosion protection. Part I: Effect of crystallization and interfacial reaction on the thermo-physical properties | |
RU2312827C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов | |
JP2013245124A (ja) | ホウ珪酸ガラスの製造方法 | |
RU2379239C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие | |
Mohamad et al. | Effects of alumina (Al2O3) addition on mechanical property of fabricated melt-derived bioactive glass | |
RU2317954C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие для бериллия | |
RU2544205C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие | |
RU2404933C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов | |
RU2345963C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие для сталей и сплавов | |
RU2379238C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие | |
RU2581425C1 (ru) | Защитное технологическое покрытие | |
Kumar et al. | In vitro Cytotoxicity, Apoptotic and Hemolysis Assay of Kalsilite‐Based Glass Ceramics for Dental Veneering Application | |
EP0105400A1 (en) | Process for preparing a heat resistant soft composite | |
RU2585238C1 (ru) | Способ получения конструкционной стоматологической керамики на основе оксида алюминия | |
Fatahi Bafghi et al. | Crystallization Behavior, Mechanical Properties, and Chemical Resistance of Leucite–Fluoroapatite Glass‐Ceramic Glazes | |
Roumeli et al. | Study of the Bioactive Behavior of Hydroxyapatite/SiO2@()-CaO-MgO Glass-Ceramics Synthesized by Transferred Arc Plasma (TAP) | |
Abdel-Hameed et al. | Development and crystallization study of Li2O-B2O3-SiO2 glass ceramic rich with ZrO2 |