SU916598A1

SU916598A1 - Раствор для получения электроизоляционного покрытия 1

Info

Publication number: SU916598A1
Application number: SU802975875A
Authority: SU
Inventors: Veniamin P Kochergin; Lyudmila V Paderova; Marina A Gorlanova; Aleksej G Petrenko; Galina A Brashevan; Mikhail Yu Polyakov
Original assignee: Univ Uralsky
Priority date: 1980-08-26
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1982-03-30

Description

Изобретение относится к получе нию электроизоляционных покрытий на поверхности трансформаторной стали, в частности к составам растворов для получения таких покрытий.

5

Известен раствор для получения жаростойких покрытий на поверхности стальных изделий на основе кислого фосфата магния и фосфорной кислоты, в который может быть введено соеди- ¹⁰нение кремния, например карбид кремния [1 ] .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является раствор для ¹⁵получения электроизоляционного покрытия, который может включать кислые фосфаты магния и лития, борную и фосфорную кислоты [2].

Однако известные составы имеют недостаточно высокие магнитные свойства подложки с покрытием и невысокую адгезию покрытий.

2

Цель изобретения - улучшение электромагнитных свойств трансформаторной) стали и адгезии покрытий.

Указанная цель достигается за. счет того, что раствор, включающий кислые фосфаты магния и лития, борную и фосфорную кислоты, дополнительно содержит ортотеллурат лития при следующем соотношении компонентов,

г/л:

Кислый фосфат магния 600-1000

Кислый фосфат лития 10-100

Борная кислота 10-,5

Фосфорная кислота 100-120

Ортотеллурат лития 7"Ю

Предлагаемый состав представляет собой гомогенный водный раствор, который в процессе формирования покрытия образует на поверхности стали стекловидную пленку, которая обладает высоким электросопротивлением, термостойкостью и адгезией и способствует созданию дополнительных растягивающих напряжений в текстурованной

916598

стали, что понижает величину удельных потерь энергии при перемагничивании и магнитострикцию.

Содержание ортотеллурата лития в растворе варьируется от 7 до 10 г/л. з При содержании указанной соли ниже 7 г/л магнитные характеристики стали улучшаются незначительно. При добавлении Ы_еТе0б более 10 г/л в исходном растворе образуется осадок. 10

Содержание однозамещенного фосфата магния (основы состава) варьируется от 600 до 1000 г/л. При содержании указанной соли ниже 600 г/л наблюдается нарушение сплошности 15

покрытия и наличие оголенных участков, где электросопротивление отсутствует и удельные потери энергии при перемагничивании образцов стали увеличиваются на 1,4%. Увеличение 20 содержания соли выше 1000 г/л нерационально, так как в этом случае удельные потери энергии при перемагничивании не снижаются. ι

При нагревании состава в процессе 25 формирования покрытия однозамещенный; фосфат магния образует различные формы конденсированных фосфатов, в том числе циклотетрафосфат магния. Последний при взаимодействии с орто- ₃₀теллуратом лития деструктурируется, а образующийся метателлурат-анион (где координационное число теллура равно четырем, как. и у фосфора) встраивается в полифосфатную цепь и создает стекло с более жесткой структурой, создавая при этом дополнительные растягивающие напряжения в стали и понижая величину удельных потерь энергии при перемагничивании ад и магнитострикцию.,Продукты взаимодействия полимерных соединений с ортотеллуратом стабильны при, высоких температурах, поэтому повышается жаропрочность покрытия. В результате взаимодействия исходных компонентов состава и образующихся при термообработке продуктов их дегидратации с компонентами грунта и стали образуется покрытие с высокой адгезией и электросопротивлением.

Добавление однозамещенного фосфата лития положительно влияет на магнитные характеристики стали. Это соединение дегидратируется при более низ- ⁵⁵кой температуре и образующиеся полимерные анионы фосфатов лития представляют собой жесткие короткие цепи,

не способные к кристаллизации, Продукты дегидратации указанной соли сополимеризуются с соединениями теллура и при охлаждении дают стекловидную пленку, повышающую качество электроизоляционного покрытия и его магнитоактивность. Содержание однозамещенного фосфата лития варьируется от 10 до 100 г/л. При концентрации ниже 10 г/л величина удельных потерь энергий при перемагничивании стали уменьшается незначительно. Увеличение содержания соли более 100 г/л нерационально, так как не улучшает магнитные характеристики стали.

Улучшение адгезии и внешнего вида покрытий достигается добавлением ΙΟΙ 5 г/л борной кислоты. Добавки менее 10 г/л не дают эффекта. При содержании борной кислоты более 15г/л на поверхности покрытия появляется белый налет. Прочность сцепления и блеск покрытия обеспечивается образующимися в процессе термообработки боратофосфатами - продуктами сополимеризации соединений бора и кислых фосфатов магния и лития.

. Присутствие фосфорной кислоты необходимо для исключения образования в исходном составе основных и двузамещенных фосфатов. При дегидратации подобных соединений образуются пиро- и ортоформы фосфатов, ме шающих получению стекловидного покрытия.

Оптимальное содержание фосфорной кислоты в исходном растворе 100120 г/л. При содержании кислоты менее 100 г/л в высушенном при 170°С составе присутствует двузамещенный фосфат магния и неизвестная фаза,’которые при формировании электроизоляционного покрытия препятствуют образованию стекловидной пленки, вследствие чего есть участки, не имеющие электросопротивления. Повышение содержания фосфорной кислоты более 120 г/л вызывает перетравливание поверхности стали и образование ржавчины, что дает покрытия.с плохой адгезией, и не обладающие электросопротивлением.

Формирование покрытия включает стадии нанесения раствора на,стальную поверхность и термообработки в инертной атмосфере при 820°С.

ПримеркС целью получения состава для покрытия металлов приготовляют растворы, отличающиеся друг

5 41659» 6

от друга содержанием компонентов (г/л) и воды, необходимой для доведения объема растворов до одного литра. Составы готовят растворением в воде порошкообразных солей 5

(марки х.ч.) и-фосфорной кислоты плотностью 1,7 г/см⁸.

Полученные гомогенные вязкие растворы, термостатированные при 50°С, наносят на поверхность стали с грун- ^,0товым слоем, образец пропускают между двумя валками для отжима избытка раствора и для формирования покрытия подвергают термообработке.

Для этого образец помещают в квар-' 15 •цевую печь, заполняют ее инертным газом, нагревают до 820°С, охлаждают и измеряют свойства полученного покрытия и стали.

Для определения адгезии покрытия 20 образец плотно прижимают к стержню (ф 20 мм) и плавно изгибают на 9θ и 180°, отслоения и трещины определяют визуально с помощью лупы.

В случае перегиба образца на 25

180° при отсутствии отслоений и тре* щин адгезию считают отличной, хорошей - в случае перегиба образца на 90° при отсутствии отслоений и трещин, удовлетворительной - при от- зо сутствии отслоений и наличии "побежалостей¹¹, плохой - при наличии трещин и отслйений с наружной стороны образца.

Электросопротивление покрытия ₃₅измеряют согласно ГОСТу 12119~66 при давлении в контактах 5 кгс/см^й(0,5 МПа)»

0 термостойкости судят по результатам определения адгезии и элек- ₄₀тросопротивления покрытий до термообработки (ТО) и после ТО при 820850°С в течение 3 мин на воздухе. Термостойкость покрытия характеризуется его способностью сохранять

адгезию и электросопротивление после термообработки.

Внешний вид покрытия определяют визуально. Матовая поверхность свидетельствует об отсутствии стекловидной пленки, а неоднотонность о неравномерном покрытии.

Для сравнения испытывают состав по прототипу (в отсутствие ортотеллурата) и измеряют свойства сформированного покрытия.

Результаты определения свойств покрытий приведены в таблице.

Результаты, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемый состав обеспечивает повышение электросопротивления покрытий более чем в 100 раз (10^е Ом'*см‘^) в сравнении с прототипом (1,2· 10 Ом’⁴· см' ), (снижение величины удельных потерь 'энергии при перемагничивании стали на 10% против 4,2% при отсутствии ортотеллурата лития, улучшение адгезии и термостойкости, о чем свидетельствует факт неизменности адгезии и электросопротивления после ’’ термообработки.

Предлагаемый состав используют для получения защитных покрытий также на сплавах титана, например, для лопаток газовых турбин.

Использование предлагаемого состава позволит получить электроизоляци-. онное магнитоактивное покрытие, улучшающее магнитные характеристики трансформаторной стали. Высокая адгезия и электроизоляционные свойства покрытия позволяет увеличить срок службы изделий из трансформаторной стали, а понижение величины удельных потерь энергии при перемагничивании стали приведет к экономии энергетических затрат, в частности, например,- при эксплуатации трансформатоίρ^θΒ.

916598

δ

1 I ι ( ι

I га

ΙΟ

ι.

I Λ. I

> >Χ

χ

>.

3

α

χ

ο

с

(0 ι со I Iι υ ι »χ ι Ο ι α ¹ °

ι

>

ι

• ώ ο

£ « I «- ο С

ι ι ι ι ι

ι « ι χ ι χ г га

3Ε

α га

§

и

га: X		1 1
о		\|
	К	1
>х	X	1
X	н	1
X	3	1
э	а	1
га	ж	1
X	о	1
т	.с	1

га

о

X

о

н

о

.X

ч

о

л

5

ь

X

а

о

н

					в)	л		ю
	\|Ц				О	ί-
	Д				X	ο	Ь	»
	X	га			X	га	га	га
га	X	о	5*		О		га	о
га	.0	I·	га		н	А	(0	X
3	ί-	X	3	га	0	га	X	X
л	ο	о	К	X	X	о		о
1-	X	ι-	1-		ч	га	>х	Ι-
и	Ч	Ο	υ	0	0	О	3	Ο
га	о	X	и	к-	га	ь	га	X
га	га	Ч	га		X	га	га	ч
и>	X	О	ш			Σ	ю	о

0)

3

к

га

к

га

х

га

л

га

V

н

х

а.

О

о

к

о:

га

к

га

х

0)

м

1

ζ

I

га

3

га

X

2

ς

э

3

ϊ

1

и

1

ш

о ,

X

0

1

о

2

X

1

о

1

о

га

а

о '

га

I-

о

а

га

о

!

К

|

с

1

ч

га

0

га

ь

ч га

о

ь

1-

X

|

1

X

с

о

X ±

X

о

η

1

¹ 1

га

Г—

*—1

1

и

1

X

ч

(

г

а .

<

1

|

о

1

К

О

га

К

1

о

!

га

1- ·«

2

а)

с

га

X

3

о !

« ) ί I I

8 Ϊ

га л

ίο

X

Ц

ίο

«О

о

«м»

А

<0

(О

о

(О

га э

а

о*

• χ

• С

см *-

о н	1 1 1 \|	га о	и» о		со о	й» о
0 '		л	Л	-а-	л	7
ч .	I

ьл

«к

00

«о

о

(0

о

<о

о

СО

о

V »

5 δ

X

га о ι га X X со ь о

н

га	3	X			1
X	X	3		' о	1
X	X	X	а0	ил				-3-
га	X	л	а	X	1	сч	сл	*»
	X	га	га	а >л	1	«·	*	♦—»
X	га	га	ь х -		-а	-4·	4.
X	га	ч	о	а —	\|
и	о	>»	С	<3^	1
	-а·				\|	О	о	о

ОО

•к

СП

о

о.

Л1

X

ВТ

о

со

л

X

с? га 1— «О	^...... -т 1 1 1 1
	1 1

о.

£

о.

Ха-*

СП

X

А »

о

сч

о

*

ил

' «к

сп

со

«к

СП

«к

ол

о

см

О

см

о

сч

о

см

о

см

о

см

о

•к

о

см

о

см

о

см

о

см

о

•к

1Л

КЛ

о

А

чл

о

«к

1Л

о

«к

1Л

о

мл

о

ил

о

·.

ил

*-		1	- — ·.		ил	см	га—	к—
о	о	о	о	о	о	о.	^!о	илг	о
' «к	*	«к -	•к	•к	«к	•к	·>.	1 «к.	•к
чО	о	о	о	о	о	о		ОО	о
	«-»'·	♦—	•		га·'	га—			г—

о

о	о	:.е»	о	о .	о	о	о	о
«А	Як	*	А	•к	•к	«к	«к	«к
О	о	ил	О	О	О '	о	о	о
о	о		1Л	о	о	о	о	о

о	о	о	о	о.	о	о	о	о	о	о
«к	«к	•к	-А	•к	•к	•к	•к	«к	*	·»
о	о	о	О	о	о	о	о	о	о	о
о	о	ил	а	о	о	о	о	о	о	о
\0	чО	•4Г	ь.	ЧО	чО	и>	чО	чО	ч0	чО

916598

10

сс ς

о ю

Ю

Я)

Iв)

X '

х 4>

36

§!

а

ч

X

о

с

>Х X X IX 3 3 £1 О X X о со с

_Ι I

ι Ί

Содержание компонентов ч Свойства покрытий и стали

	1	О		1
	1	. н-			а
	1				го
	1	о		1	X
	1	с		1	X
		о			X
	1	о		1	ц
	1	с		1	ь
к	1			1	о
X	1			•
<0

о	1			1
и	1			1
ч				1
ч	1			1	с
		о		ί	ш
	1			1	X
	\|			I	X
	1	о		1	X
	1	ч		I	ц
	I			1	ь
	1			1	о

				*
		1		«
		! о		I	<0
		ι с;		>	о
		1 о		1	т—
Ч1	ι о	о	1	Л
0)	1	1 с	н	1
X	Σ	1		1

со

с?

о.

3*

о*'

3»

О

см

0>

%

о

ίсо

о

со

о

<й

о

со

о

сО

<х>

со

о

Л

Со

о

со

о

со

о

см

о

см

СП

*

•сп;

о

сМ

о

см

о

см

1
1	о	о	о	¹ о	о	О
\|	*	·»	»
1	1Л	ип	ЬЛ	и\	О	гл
I	*—	·—		г—	т—	г—

	1
1 со	1
1 о	1
1 й)	1
• 1-	1
* <0	1
	1
1 -1	1
	1

а?

о.

«41

X

с?

о_

<м

СП

X

о

•к

о

1 °	о	о	о	о	о
1 *	•к	*»		«.	*
1 °	о	СГ	• о	о	о
1 о	о		ил	о	о
1	*”			г—	♦—

	о
о	•к	°
•к.	о	*
о	о	о
о	О	о
со	*—	ч0

о	о	о
•к	•к	*.
о	о	о
о	о	о
40	40	40

600,0 100,0 10,0 15,о 100,0 10,0 >10

со

916598

Claims

формула изобретения

Раствор для получения электроизоляционного покрытия, преимущественно на поверхности трансформаторной стали, включающий кислые фосфаты маг ния и .лития, борную и фосфорную кислоты ,отличающийся тем, что, с целью улучшения электромагнит^ ных свойств трансформаторной стали и ί’О адгезии покрытий, он дополнительно содержит ортотеллурат лития при следующем соотношении компонентов, г/л:|

Кислый фосфат магния 600-1000

Кислый фосфат лития . 10-100

Борная кислота 10-15

фосфорная кислота 100-120

5 Ортотеллурат лития . 7“ 10