Высокотемпературное защитное покрытие

 

Использование: для защиты крупногабаритной тонкостенной оснастки от газовой коррозии. Сущность изобретения. Покрытие содержит подслой нихрома пористостью не более 5%, толщиной 50 - 100 мкм и шероховатостью Rz40 - Rz100. На подслое выполнено двуслойное покрытие, нижний слой которого включает, мас.%: SiO2 42,0 - 46,0; B2O3 2,0 - 4,0; BaO 15,0 - 17,0; CaO 7,8 - 8,0; MgO 1,5 - 2,5; Al2O3 8,5 - 10,5; Na2O 0,5 - 1,0; F2 1,0 - 2,0; Cr2O3 9,0 - 10,0; MoO3 1,5 - 2,25; Co2O3 1,5 - 2,0; MnO2 1,5 - 2,0. Верхний покровный слой включает, мас.%: SiO2 31,5 - 35,5; B2O3 4,0 - 6,0; BaO 30,5 - 31,5; CaO 2,0 - 3,0; Al2O3 1,5 - 2,5; TiO2 1,0 - 2,0; Cr2O3 22,0 - 23,5; MoO3 0,75 - 1,0; Co2O3 0,5 - 0,75; MnO2 0,5 - 0,75. Характеристика: контейнеры с покрытием выдержали 57 термоциклов при пайке при температуре 1250oC.

Изобретение относится к высокотемпературным защитным покрытиям и может быть использовано для защиты технологической оснастки из нержавеющей стали от газовой коррозии.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования высокотемпературного защитного покрытия, в котором при многократных циклических нагревах в агрессивной газовой среде обеспечивается снижение разницы коэффициентов термического расширения между подложкой и покрытием, предотвращается окисление подложки в начальный момент формирования покрытия и повышается прочность сцепления покрытия с подложкой, за счет чего повышается термостойкость высокотемпературного защитного покрытия.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что высокотемпературное защитное покрытие, выполнено двуслойным, нижний слой которого имеет следующий состав, мас.

SiO2 42,0 46,0 B2O3 2,0 4,0 BaO 15,0 17,0 CaO 7,0 8,0 MgO 1,5 2,4 Al2O3 8,5 10,5 Na2O 0,5 1,0 F2 1,0 2,0 Cr2O3 9,0 10,0 MoO3 1,5 2,25
Co2O3 1,5 2,0
MnO2 1,5 2,0
а верхний покровный слой имеет следующий состав, мас.

SiO2 31,5 35,5
B2O3 4,0 6,0
BaO 30,5 31,5
CaO 2,0 3,0
Al2O3 1,5 2,5
TiO2 1,0 2,0
Cr2O3 22,0 23,5
MoO3 0,75 1,0
Co2O3 0,5 0,75
MnO2 0,5 0,75
дополнительно содержит подслой нихрома пористостью не более 5% толщиной 50 100 мкм и шероховатостью Rz40 Rz100.

Нихром Х20Н80 имеет коэффициент термического расширения 17,610-6 1/oС, что является промежуточным значением между КТР подложки и покрытия, что способствует выравниванию коэффициентов термического расширения и предотвращает скалывание покрытия.

Подслой нихрома имеет пористость не более 5% что предотвращает окисление подложки в начальный момент формирования покрытия.

Подслой нихрома имеет толщину 50 100 мкм. При толщине подслоя менее 50 мкм имеет место несплошность покрытия. Подслой нихрома толщиной 100 мкм обладает высокими эксплуатационными свойствами, а наносить более толстое покрытие экономически нецелесообразно из-за высокой стоимости нихрома. Таким образом, оптимальная толщина нихрома составляет 50 100 мкм.

Подслой нихрома имеет шероховатость Rz40 Rz100. При шероховатости подслоя нихрома менее Rz40 микронеровности покрытия имеют низкую высоту, в результате чего защитное покрытие имеет низкую прочность сцепления с подслоем. При шероховатости подслоя нихрома более Rz100 микроневровности покрытия имеют такую высоту и угол у вершины, при которых они становятся концентраторами напряжений в защитном покрытии, в результате чего прочность его сцепления с подслоем снижается. Таким образом, оптимальный диапазон шероховатости нихромового подслоя составляет Rz40 - Rz100.

Кроме того, нихром обладает высокой температурой плавления (1550oC), что в случае механического повреждения верхних слоев покрытия предотвращает преждевременный выход из строя подложки.

Пример.

На контейнеры для высокотемпературной пайки, изготовленные из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 2 мм наносили методом плазменного напыления подслой нихрома Х20Н80 пористостью 5% и толщиной 100 мкм. При напылении променяли проволоку диаметром 1,2 мм по ТУ 14-1-997-74.

Технологические режимы напыления:
Расход плазмообразующего газа (аргона) л/мин 40 45
Ток, A 320 350
Напряжение, В 35 45
Расстояние до напыляемой поверхности, мм 60 80
Минимальная пористость подслоя достигалась применением проволоки малого диаметра, технологическими режимами напыления и конструкцией плазмотрона.

Подслой нихрома опесочивали карбидом кремния марки 54С по ОСТ 2МТ-72-8-78 зернистостью 80-125 мкм по ГОСТ 3647-80, после чего шероховатость подслоя составляла Rz40 Rz100. Оптимальный диапазон шероховатости определяли экспериментально путем замера прочности сцепления покрытия с подложкой, который производили на бобышках из нержавеющей стали методом склеивания двух бобышек с покрытием и испытанием на разрывной машине ЦД-4. При шероховатости подслоя менее Rz40 и более Rz100 наблюдалось снижение прочности сцепления покрытия с подслоем. Контроль шероховатости осуществляли по ГОСТ 2789-73.

Затем на подслой нихрома наносили двухслойное защитной покрытие: нижний слой имел следующий состав, мас.

SiO2 42,0 46,0
B2O3 2,0 4,0
BaO 15,0 17,0
CaO 7,0 8,0
MgO 1,5 2,5
Al2O3 8,5 10,5
Na2O 0,5 1,0
F2 1,0 2,0
Cr2O3 9,0 10,0
MoO3 1,5 2,25
Co2O3 1,5 2,0
MnO2 1,5 2,0
а верхний покровный слой имел следующий состав мас.

SiO2 31,5 35,5
B2O3 4,0 6,0
BaO 30,5 31,5
CaO 2,0 3,0
Al2O3 1,5 2,5
TiO2 1,0 2,0
Cr2O3 22,0 23,5
MoO3 0,75 1,0
Co2O3 0,5 0,75
MnO2 0,5 0,75
Покрытие наносили из шликера методом распыления согласно ОСТ 1-90221-77 "Покрытия защитно-технологические высокотемпературные".

В контейнерах из нержавеющей стали с защитным покрытием, выполненным по предлагаемому изобретению, многократно производили пайку при температуре 1250oC, при этом контейнеры выдержали 57 циклов.

Внедрение изобретения позволит повысить термостойкость высокотемпературного защитного покрытия в агрессивной газовой среде.


Формула изобретения

Высокотемпературное защитное покрытие, выполненное двуслойным, нижний слой имеет следующий состав, мас.

SiO2 42 46
B2O3 2 4
BaO 15 17
CaO 7 8
MgO 1,5 2,5
Al2O3 8,5 10,5
Na2O 0,5 1,0
F2 1-2
Cr2O3 9 10
MoO3 1,5 2,25
Co2O3 1,5 2,0
MnO2 1,5 2,0
а верхний покровный слой имеет следующий состав, мас.

SiO2 31,5 35,5
B2O3 4 6
BaO 30,5 31,5
CaO 2 3
Al2O3 1,5 2,5
TiO2 1 2
Cr2O3 22,0 23,5
MoO3 0,75 1,0
Co2O3 0,5 0,75
MnO2 0,5 0,75
отличающееся тем, что оно дополнительно содержит подслой нихрома пористостью не более 5% толщиной 50 100 мкм и шероховатостью Rz 40 - Rz 100.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии нанесения защитно-декоративных покрытий на строительные материалы, в частности на облицовочные плиты

Изобретение относится к строительству, к способам защитно-декоративной отделки конструкций на основе древесины и древесноплитных материалов, подвергающихся в процессе эксплуатации переменному температурно-влажному воздействию, биоразрушению, возгоранию

Изобретение относится к строительству и производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления легкого огнезащитного покрытия по металлическим поверхностям строительных конструкций ручным и механизированным способом
Изобретение относится к строительству, в частности, к отделочным работам помещений общественных и административных зданий

Изобретение относится к строительству и может быть использовано, например, для отделки лицевых поверхностей строительных деталей зданий мелкозернистыми материалами

Изобретение относится к области промышленной акустики, в частности к разработке способов снижения шума от воздушного и ударного шумов

Изобретение относится к способам получения трещиностойких покрытий и может быть использовано для защиты бетонных и железобетонных конструкций

Изобретение относится к производству облицовочных строительных материалов

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте и реставрации, архитектурных зданий

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности бетонных изделий
Изобретение относится к технологии отделки поверхностей минеральных оснований в строительстве и промышленности строительных материалов с получением цветного шлифованного покрытия
Изобретение относится к технологии отделки поверхностей минеральных оснований в строительстве и промышленности строительных материалов
Изобретение относится к области производства бетонных изделий, в том числе строительного назначения, например стеновых панелей, плит
Изобретение относится к производству глазурованных бетонных и железобетонных изделий
Изобретение относится к производству глазурованных бетонных изделий: панелей, блоков, плит
Изобретение относится к производству глазурованных искусственных каменных материалов и изделий

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при получении глазурованных асбестоцементных кровельных листов
Изобретение относится к области производства керамзитового гравия, используемого для оформления цветников, клумб, а также в качестве дренажа в горшках для комнатных растении
Изобретение относится к технологии отделки поверхностей минеральных оснований в строительстве и промышленности строительных материалов. Технический результат - изготовление безусадочного покрытия, обладающего высокими прочностными характеристиками в ранние сроки твердения, сокращение срока изготовления покрытия. Способ изготовления покрытия для бетонного пола включает нанесение на минеральное основание грунтовочного состава и нанесение на грунтовочный состав слоя из полимерцементной композиции, причем используют грунтовочный полимерный состав, перед нанесением слоя из полимерцементной композиции полимерный грунтовочный состав дополнительно посыпают мытым сухим песком до создания плотного песчаного слоя. Полимерцементную композицию готовят следующего состава, масс.%: портландцемент 15,0-21,5, песок фракции 0,315-0,63 21,0-26,6 или песок фракции 0,63-1,6 25,6-29,5, микрокальцит 2,0-2,4, известь негашеная 0,2-0,26, пуцолановая добавка 0,10-0,15, жидкая полимерсодержащая модифицирующая добавка на основе лигносульфонатной соли 0,10-0,14, гравий фракций 5-15 13,45-30,0 или гравий фракций 5-15 6,78-15,0 и мраморная крошка фракции 3-5 6,78-15,0, вода 6,0-6,4. Жидкую полимерсодержащую модифицирующую добавку предварительно смешивают с 1/10 частью требуемого количества воды. Полимерцементную композицию наносят на полностью полимеризовавшийся грунтовочный состав. Изобретение развито в зависимых пунктах. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх