Состав для обработки металлических изделий
Изобретение относится к металлургическому и машиностроительному производству . Цель - повышение качества очистки поверхности металлических изделий и уменьшение окалинообразования. Состав содержит, мас.%: глинозем 3-6; оксид марганца 0,5-2,5; хлорид кальция 10-30. криолит 1-5; графит 1-3; алюминий 4-6; 1-3%-ный водный раствор клея КМЦ 47, 5 - 80,5.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (п)з С 23 С 10/26 госудАРствен ый комитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРИ гкнт сссР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4667223/02 (22) 27.03.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Днепропетровский металлургический йнститут и Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. К.Либкхнехта (72) М.М.Волкова, Н.А.Файдор, К.П.Сергиенко, В.К.Гулый, Г.В.Пахомов, М.И.Старосе-. лецкий, А.H.Ùåðáèí, Л.И.Бондаренко, Л;В.Чуприна, В.П.Шкапров и В.Г.Дюбченко (53) 621.785.510.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1163982, кл. С 22 В 29/00, С 23 С 1/08, 1984, Изобретение относится к металлургическому и машиностроительному производству и может быть применено на различных металлургических и машиностроительных предприятиях.
Цель изобретения — повышение качества очистки поверхности и снижение окалинообразования.
Состав для обработки металлических изделий, содержащий хлорид кальция, окись марганца, глинозем, криолит и связующее, дополнительно содержит алюминий и графит, а в качестве связующего-1-3-ный водный раствор клея КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас. :
Глинозем 3-6
Оксид марганца 0,5 — 2,5
Плавленый хлорид кальция 10-30
Криолит 1 — 5
Графит 1 — 3
Алюминий 4 — 6
1=3 -HblA водный раствор клея КМЦ 47,5-80,5
„„ Ц „„16931 18 А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к металлургическому и машиностроительному производству. Цель — повышение качества очистки поверхности металлических изделий и уменьшение окалинообразования. Состав содержит, мас. : глинозем 3-6; оксид марганца 0,5 — 2,5; хлорид кальция 10 — 30; криолит 1-5; графит 1-3; алюминий 4-6;
1 — 37ь-ный водный раствор клея КМЦ 47, 5—
80,5.
Состав позволяет производить алитирование поверхности в окислительной среде печи без использования. специального оборудования. и оснастки для предотвращения окисления образцов и компонентов смеси, Алюминий вводится в состав смеси для формирования на поверхности металлического изделия защитного покрытия. При нагреве он растворяет окислы железа, образовавшиеся в предшествующей операции, например в процессе прокатки, и таким образом выполняет двойную функцию — повышает сцепление образующегося защитного алюминиевого покрытия с поверхностью очищенного металла и способствует его дальнейшему формированию.
Однако чистый алюминий, покрытый пленкой А!2Оз, плохо смачивает углеродистые материалы (поверхностное натяжение окисленного алюминия 840 эрг/см, а неокисленкого 300 эрг/см ). Криолит же совместно с хлористыми соединениями повы шает смачиваемость алюминием (поверхностное натяжение на границе алюминий-криолит
1@Д11Я
50 составляет 170 эрг/см ). Эти обстоятельст2 ва были учтены при выборе состава для
Очистки поверхности металлических изделий при Одновременной ее защите 07 ОкалиHOO60ÝÝODÝÈÈÉ.
При содержании алюминия более 6 мвс. наблюдается нерациональное em использование, При перемешивании компонентов защитного покрытия порошок алгоминия вследствие своего малого удельного веса улетучивается. При содержании порошка алюминия менее 4 мас. $ резко снижается активность алитирующей смеси, так как в ней снижается доля поставщика активных атомов.
Криолит повышает активность алюминия, снижая его поверхностное натяжение, и способствует формированию защитной пленки, предохраняющей изделия от окалинообразования. Добавление криолита менее 1 мас,,ь недостаточно для выполнения составом его функции. Количество криолита более 5 мас.,4 приводит к тому, что после окончательной обработки изделия на его пОверхности остается налет остатков непрореагировавших компонентов, что ухудшает товарный вид изделий, например, олес. Введение графита в состав защитного покрытия обусловлено необходимостью создания восстановительной атмосферы у поверхности изделия при его нагреве для обеспечения защиты алюминия от выгорания, При содержании графита более 3 мас, Д возникает опасность науглероживания поверхности металлического изделия. Введение графита менее 1 мас.g, недостаточно для образования восстановительной микроатмосферы у поверхности нагреваемого иэГлинозем вводится для обеспечения равномерности нанесения защитного покрытия. При содержании его менее 3 мас.ь покрытие не имеет технологически необходимой консистенции, а при содержании более 6 мас,,ь на поверхности изделия остаются следы неудаленного глинозема.
При нагреве металлических изделий, например колес, под термообработку покрытие взаимодействует с окалиной, образовавшейся ранее, а при остывании шлак ра:трескивается и самопроизвольно удаляется с поверхности изделия.
Растрескиванию шлака при остывании способствует наличие хлорида кальция и оксида марганца. При содержании хлорида кальция более 30 мас. g из-за высокой его ги роскопичности остатки неудаленного шлака поглощают влагу из воздуха, на поверхности изделия образуется ржавчина.
Количество хлорида кальция менее 10 мас.$ не создает достаточных условий для повышения активности алюминия и не обеспечивает растрескивания шлака.
Оксид марганца выполняет идентичные функции. При содержании его более 2,5 мас, g после окончательной обработки на поверхности изделия остаются следы Оксида марганца, которые ухудшают товарный вид изделия. Количество оксида марганца
0,5 мас.$ не Обеспечивает выполнения укаэанных функций.
Выбор в качестве связующего 1-3 $-ного водного раствора клея КМЦ обьясняется необходимостью получения защитного состава нужной консистенции, Клей КМЦ, связывая легкий порошок алюминия,. способствует получению однородного состава. При нагреве он выгорает и не препятствует самопроизвольному удалению шлака. При концентрации водного раствора клея менее 1 мас, он не выполняет указанных функций. Увеличение концентрации свыше 3 мас.7 повышает его вязкость, снижает качество перемешивания защитного состава.
Покрытие готовят следующим образом.
Сначала готовят 1 — 3 -ный раствор клея
КМЦ, затем смешивают глинозем, порошок алюминия, криолит и графит. Разводят смесь порошков 1-3%-ным водным раствором КМЦ, после чего в эмульсию вводят плавленый хлорид кальция и оксид марганца. Выделяющееся при растворении хлорида кальция тепло и механическое перемешивание способствуют более полному растворению хлорида кальция. Образцы для испытаний предварительно подвергают окислению.
Готовую эмульсию наносят кистью на окисленную поверхность образцов перед нагревом, после чего образцы помещают в камерную печь и нагревают до 900 С в течение 1 ч, В процессе нагрева покрытие взаимодействует с окалиной. При этом алюминий растворяет окалину и способствует формированию защитной пленки. Хлорид кальция и криолит повышают активность алюминия, подрывают первичную окалину и совместно с алюминием формируют тонкую, плотно связанную с очищенным металлом защитную пленку, которая размещена под слоем стекловидного шлака. Хлорид кальция и оксид марганца способствуют растрескиванию стекловидного шлака после выдачи образцов из нагревательной печи при охлаждении их на воздухе, вследствие различия коэффициентов линейного расширения et.o.è металлического изделия, 1693118
Качество поверхности
Со е жанне мзс
Состав Глинозем
i1D крытия
Концентрвцня раствора
KML1 (содержание до
100Х ), графит
Порощнк ФльЗоритоалюминию вый конОксид марганца
Хлорид кальция центрат
0.5
2,5
1,5
20
1.5
5, 4,5
Из.щютнмй
Составитель О. Жариков
Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле
Редактор Н. Яцола
Заказ 4055 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-Э5, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Результаты сравнительных испытаний составов предлагаемого покрытия и известного приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что обработка в предлагаемом составе позволяет 5 повысить качество очистки поверхности металлических иэделий и снизить окалинообразование.
Формула. изобретения
Состав для обработки металлических tO изделий, включающий глинозем, плавленый хлорид кальция, оксид марганца, криолит и связующее, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки поверхности окалинообразования, он дополнительно содержит алюминий и графит, а в качестве связующего 1-Э -ный водный раствор клея КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас. $:
ГлинЬзем . 3-6
Осид марганца 0,5-2,5
Плавленый хлорид кальция 10 — 30
Криолит 1 — 5
Графит I-3
Алюминий 4-6
1-3-ный водный раствор клея КМЦ 47,5-80,5
Не полностью удзлвются остатки непрорезгировввщих компонентов состава
На поверхности о5рззуетсл незначительное количество следов ржавчины Aoc/IB xp4HD нив на воздухе (20-30 дней) Поверхность очищена от окалины, тонкий слой защитного покрытия
Покрытие жидкое. алюминий связывается
Покрытие нв наносится тонким слоем
Покрытие очень тонкое, nего разрушаемое при механическом воздействи». Нв поверхг1ости мною жввчины
