Покрытие для защиты сталей от окисления и обезуглероживания

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к временным покрытиям, используемым перед или в процессе термообработки, и может найти применение в металлургической и машиностроительной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение защитных свойств покрытия. В состав защитного покрытия входит 15 - 25 мас.% бентонита, 25 - 35 мас.% ферригипсового шлама, 25 - 35 мас.% стеклогранулята и 15 - 25 мас.% базальта. Предлагаемое покрытие обеспечивает надежную защиту сталей от окисления в течение 14 ч при 1215°С. 2 табл.

СОВХОЗ СОВЕ Н КИХ

СОЦИАЛИС (ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)5 С 21 0 1/70

ГОСУДА Р СТ В Е ННЫ И КОМИ ТЕ Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Q 4

О (21) 4731470/02 (22) 22,09.89 (46) 23.08.91. Бюл. N. 31 (71) Ступинский металлургический комбинат (72) В.М.Каковин, Е,В,Никонов, А.Г.Кольцов, Б.Н.Исаков и Г.В.Власкина (53) 621.785.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1ч 309966, кл. С 21 0 1/68, 1970. (54) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЕЙ ОТ

ОКИСЛЕНИЯ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ

Изобретение относится к металлургии, а точнее к временным покрытиям, используемым перед или в процессе термообработки, и может найти применение в металлургической, машиностроительной отраслях промышленно ти, Цель изобретения — повышение защитных свойств покрытия.

Защитное покрытие содержит бенгонит, ферригипсовый шлам, стеклогранулят, базальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бентонит 15-25

Ферригипсовый шлам 25-35

Стеклогранулят 25-35

Базальт 15-25

Бентонит — мелкодисперсный порошок, основой которого является минерал монтмориллонит А(20э х 4SiOz х ПНгО, в предлагаемом защитном покрытии выполняет роль связующего составляющих — стеклогранулята и базальта, чем предотвращает их сползание с поверхности детали, особенно при,, SU „„1671710 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к временным покрытиям, используемым перед или в процессе термообработки, и может найти применение в металлургической и машиностроительной отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение защитных свойств покрытия. В состав защитного покрытия входит

15-25 мас. бентонита, 25-35 мас. ферригипсового шлама, 25 — 35 мас.% стеклогранулята и 15-25 мас.% базальта.

Предлагаемое покрытие обеспечивает надежную защиту сталей от окисления в течение 14 ч при 1215 С. 2 табл, О температурах свыше 1180 С, где стеклогранулят становится весьма жидкотекучим, При содержании бентонита менее 15 иас.% покрытие при комнатной температуре становится менее прочным, и при постороннем воздействии на деталь — как транспортировка, загрузка в печь, возможно местное осыпание покрытия. При содержании бентонита более 25 мас.% при высыхании бентонитной массы вследствие большой усадки возможно растрескивание покрытия на деталях, что также может привести к осыпанию и, в свою очередь, ведет к снижению защитных свойств покрытия.

Ферригипсовый шлам является продуктом травления и нейтрализации гашеной известью раствора сер но и кислоты, применяемой при травлении стальных поковок и фактически не имеет цены.

Ферригипсовый шлам в предлагаемом защитном покрытии выполняет роль связующей добавки.

1671710

Кроме того, ферригипсовый шлам, являясь непрозрачным веществом, защищает поверхность нагреваемой детали от прямого воздействия излучения нагревателей печи и ввиду своей незначительной усадки и эластичности предотвращает растрескивание покрытия при сушке изделий.

При содержании ферригипсового шлама свыше 35 мас.7, при 1050-1250 С ферригипсовый шлам, впитывая в себя жидкие составляющие покрытия — базальт и стеклогранулят, снижает тем самым эластичность покрытия, что способствует разрушению последнего.

При содержании ферригипсового шлама менее 25 мас. повышается жидкотекучесть покрытия при высоких температурах за счет уменьшения количества эагустителя.

При этом, покрытие стекает с поверхности деталей, что приводит к снижению защитных свойств.

Стеклогранулят — это стеклосмаэка N

15, выпускаемая в соответствии со стандартом, Стеклогранулят начинает расплавляться до жидкого состояния при 1000 С, образуя на поверхности детали защитную пленку. Он обладает высокой жидкотекучестью, хорошо смачивает бентонит и ферригипсовый шлам.

При температурах свыше 1050 С является веществом с высокой поверхностной активностью, хорошо смачивает поверхность детали.

При содержании стеклогранулята менее 25 мас, снижается эластичность покрытия при температурах свыше 1000 С, при этом часть бентонита и ферригипсового шлама не смачивается жидкими составляющими покрытия, что приводит к осыпанию покрытия.

При содержании стеклогранулята более

35 мас. (, покрытие становится весьма жидкотекучим и возможно сползание последнего с детали.

Базальт является природным стеклообразным материалом и в предлагаемом защитном покрытии применяется в виде крошки.

Базальт начинает оплавляться при температуре свыше 1050 С, хорошо смешивается с жидким стеклогранулятом, уменьшая жидкотекучесть последнего, что весьма важно для предотвращения сползания покрытия при температурах свыше

1180 С.

Главное свойство базальта в предлагаемом защитном покрытии то, что при охлаждении базальт способствует легкому отделению покрытия от поверхности дета10

55 ли, в то же время жидкий базальт хорошо смачивает горячую поверхность детали.

При содержании базальта менее 15 мас. способность отделения покрытия от поверхности детали уменьшается, кроме того уменьшение жидкой составляющей в составе покрытия приводит к снижению ее эла, стичности, уменьшению сцепления покрытия с поверхностью детали.

При содержании базальта более 25 мас.$ за счет уменьшения твердых составляющих (бентонит и ферригипсовый шлам) при температурах свыше 1150 С жидкотекучесть покрытия повышается, что может привести к его стеканию с поверхности детали.

Приготовление защитного покрытия осуществляется следующим образом.

Предлагаемый состав разводят в воде, подогретой дг комнатной температуры при интенсивном перемешивании до сметанообразного состояния, Затем наносят на поверхность детали слоем 1,5-3 мм окунанием или кистью. После нанесения покрытия производят сушку в течение 8 — 15 ч при комнатной температуре. Далее детали загружают в печь для нагрева под закалку.

В табл.1 приведены пять составов защитного покрытия с предельным, запредельным и средним количественным содержанием компонентов. С целью получения сравнительных данных опробован известный состав покрытия.

Все составы защитного покрытия готовят предлагаемым методом, Детали иэ сплава ЭП975 диаметром 260 мм покрывают указанными составами методом окунания.

Слой нанесенного покрытия составляет 1,5—

3 мм. На каждый состав покрытий используют по три детали. Далее детали сушат на воздухе в течение 10 ч, после чего все они осмотрены на прочность сцепления покрытия с металлом. Затем детали нагревают в электрической печи до 1215 С.

Затем все нагретые детали выгружают иэ печи, после охлаждения на воздухе (закалке) их подвергают осмотру на наличие поверхностных трещин.

Результаты испытаний предлагаемых составов защитных покрытий приведены в табл.2, Иэ табл.2 следует, что предлагаемые составы покрытия (1-4) не осыпаются после сушки, не осыпаются и не "сползают" с поверхности деталей при нагреве. а также хорошо отделяются при охлаждении деталей.

Улучшается качество поверхности деталей, что подтверждается отсутствием поверхностных трещин, Для дополнительной проверки защитных свойств покрытия и возможного взаи1671710

Бентонит

Ферригипсовый шлам

Стекл огранулят

Базальт

15 — 25

25-35

25-35

15 — 25

Таблица 1

Содеркание компонентов, мае. Й, в составе

Компоненты защитного покрытия, 1

4 5

2 3

2Л 25 30!

Бентонит

Ферригипеовый алан

Стеклогранулнт

Базальт

Хлориетый амноний зо зо 40

30, 25 20

20 15 10

25 го

40

30! оо

1ОО

Вода модействия pl 0 с металлом проводят исследования химсостава материала детали под покрытием, Для этого берут пробы на глубине 2,5 и 5 мм от поверхности, соответствующие минимальному и максимальному 5 припуску на мехобработку, Анализ проб показывает, что при использовании покрытия предлагаемого состава не наблюдается потерь легирующих элементов подповерхностных слоев, а также насыщения их 10 составляющими покрытия.

Кроме того, проводят проверку деталей по всей поверхности на твердость: значение твердости на всей поверхности детали в пределах технических требований, что сви- 15 детельствует о равномерном прогреве и отсутствии "полосчатой" закалки.

При использовании известного покрытия после сушки наблюдаются трещины на поверхности покрытия, при нагреве дета- 20 лей покрытие осыпается. Кроме того, цвет поверхности детали изменяется, то свидетельствует о наличии взаимодействия металла деталей с печной средой.

Технико-экономические преимув!ества 25 предлагаемого защитного покрытия по сравнению с известным обеспечиваются за счет повышения защитных свойств покрытия, снижения затрат на получение покрытия в результате применения ферригипсового шлама, за счет повышения качества и увеличения выхода годного металла, улучшения условий труда работающих. а также за счет применения ферригипсового шлама решается проблема вторичного использования отходов, охраны окружающей среды.

Формула изобретения

Покрытие для защиты сталей от окисления и обезуглероживания, включающее бентонит. от лича ющее с я тем.что, с целью повышения защитных свойств покрытия, оно дополнительно содержит ферригипсовый шлам, стеклогранулят и базальт при следующем соотношении компонентов, мас. :

100 100 100 100

Та блица 2

На поверхности деталей 1215

14 н местах контакта с грузозахватным механизмом имеется осыпание части .поя обмазки

Покрытие прочное, осыпа- 1215 ния и отслоения от по14 верхности детали нет

1215

То ше

То хе

Часть покрытия растрес- 1215 кивается н осыпается

14

Покрытие осыпается при нагреве деталей

Составитель T.Бердышевская

Техред M.ÌoðãåHòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Дербак

Заказ 2804 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Покрытие прочное, осыг 1215 паиия и отслоения от поверхности детали нет

Вся поверхность покрытия 1215 в трещинах, имеется отслоение покрытия 1асть покрытия при нагреве стекает с поверхности деталей, остальное хорошо отделяется от поверхности деталей

Покрытие при нагреве не разрушается, не осыпается, после охлахдения полностью отделя ется от поверхности детали

Покрытие при нагреве не разрушается, не осыпается, после охлавдения полностью отделяется от поверхности детали

Часть покрытия осыпается при нагреве деталей, на поверх« ности последних остаются следы стеклогранулята