Электроизоляционная эмаль для изделий из нержавеющей стали

Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к электроизоляционным эмалям, и предназначено для изоляционного покрытия подложек из нержавеющей стали, в частности, электродов генераторов озона. Электроизоляционная эмаль имеет следующий состав, мас.%: SiO₂ 25-35, SrO 3-8, СоО 0,5-1, NiO 0,5-1, Na₂O 1-4, К₂О 3-5, Bi₂O₃ 3-18, CuO 0,2-1, Sb₂O₃ 1-3, V₂O₅ 1-6, CaO 4-7, CdO 4-7, BaO - остальное. Техническая задача изобретения - снижение температуры нанесения до 650-680°С и увеличение температурного коэффициента линейного расширения до 156×10^-71/°C. 2 табл.

 

Изобретение относится к электроизоляционным эмалям и предназначено для эмалирования деталей из нержавеющей стали, в частности используется при производстве озонаторов.

Известен состав электроизоляционной эмали для нержавеющей стали, мас.%: SiO₂ 28,8-38,0; В₂О₃ 5,1-9,3; ВаО 41,8-46,7; СаО 3,5-12,6; СоО 0,4-0,6; Al₂О₃ 1,0-5,6; TiO₂ 1,1-5,6. [Авторское свидетельство №1537653, класс С 03 С 8/02, опубл. 23.01.90. Бюл. №3]. Недостатком этого состава эмали является плохое сцепление с подложкой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав, мас.%: SiO₂ 42-62,7; Li₂O 2-8; Na₂O 7,0-16,0; K₂O 2,0-8,0; ВаО 3-11; SrO 3-7; В₂О₃ 1-6; PbO 3-10; СоО 0,2-2,0; NiO 0,1-1,0; Na₂SiF₆ 1-4. [Патент РФ №2059579, кл. С 03 С 8/10, опубл. 10.05.96. Бюл. №13]. Этот состав имеет диэлектрическую проницаемость 8,2-9,5; температурный коэффициент линейного расширения (119-130)×10^-7 1/°С, тангенс угла диэлектрических потерь 0,05-0,08, температуру нанесения 740°С. Данный состав обладает низкими значениями температурного коэффициента линейного расширения и высокой температурой нанесения.

Задачей изобретения является повышение температурного коэффициента линейного расширения и снижение температуры нанесения без ухудшения диэлектрических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в электроизоляционную эмаль, имеющую следующий состав, мас.%: SiO₂ 25-35, SrO 3-8, СоО 0,5-1, NiO 0,5-1, Na₂O 1-4, К₂О 3-5, вводятся дополнительно СаО 4-7, CdO 4-7, Bi₂O₃ 3-18, V₂О₃ 1-6, Sb₂O₃ 1-3, CuO 0,2-1, BaO - остальное.

Предлагаемый состав эмали отличается от известного дополнительным наличием компонентов: СаО, CdO, Bi₂O₃, V₂О₃, Sb₂O₃, CuO.

В качестве сырьевых материалов используют: кварцевый песок, карбонаты:

бария, кальция, стронция, калия, натрия, оксиды: кадмия, никеля, кобальта, висмута,

меди, ванадия, сурьмы.

Пример 1.

SiO₂ 30

V₂О₃ 5

BaO 30,5

SrO 4

СаО 6

CdO 5

NiO 0,5

СоО 0,8

CuO 0,2

Bi₂O₃ 10

Sb₂O₃ 3

K₂O 4

Na₂O 1

Сырьевые материалы взвешивают на технических весах и тщательно перемешивают. Готовую шихту засыпают в корундовые тигли и помещают в силитовую печь.

Варка шихты осуществляется при температуре 1200°С. Варка шихты в печи при максимальной температуре осуществляется в течение 30 минут. Выработку гранулята производят путем грануляции полученного расплава стекломассы в воде.

Гранулят измельчают в шаровой мельнице. Подготовка поверхности изделия из нержавеющей стали включает предварительный отжиг, пескоструйную обработку и обезжиривание.

Нанесение покрытия проводится методом электростатического осаждения измельченного гранулята на подготовленную поверхность изделия. Покрытие наносится послойно до толщины 0,9-1,0 мм. Обжиг каждого слоя осуществляется при температуре 650-680°C.

Синтез стекол остальных составов, а также нанесение покрытий остальных составов проводят аналогично приведенному примеру.

В таблицах 1 и 2 представлены конкретные составы и свойства предлагаемого покрытия.

Таблица 1.
Компонент	Состав предлагаемой эмали, мас.%.	Прототип
1	2	3
SiO2	25	30	35	42,0-62,7
В2О3	-	-	-	1,0-6,0
BaO	29	30,5	18	3,0-11,0
SrO	8	4	3	3,0-7,0
CaO	7	6	5	-
CdO	4	5	7	-
NiO	1	0,5	1	0,1-1,0
CoO	1	0,8	0,5	0,2-2,0
К2О	5	4	3	2,0-8,0
Na2O	2	1	3	7,0-16,0
Li2O	-	-	-	2,0-8,0
PbO	-	-	-	3,0-10,0
Na2SiF6	-	-	-	1,0-4,0
CuO	1	0,2	0,5	-
Sb2O3	1	3	2	-
V2O5	3	5	4	-
Bi2O3	13	10	18	-

Таблица 2.
Свойства	Единица	Значения для различных составов	Прототип
	измерения	предлагаемого покрытия
		1	2	3
Температурный	α×10-71/°C	139	156	151	119-130
коэффициент
линейного
расширения
Диэлектрическая	-	10,6	13,2	11,57	6,9-9,3
проницаемость
Тангенс угла	-	0,018	0,013	0,021	0,05-0,08
диэлектрических
потерь
Температура	°С	680	650	680	740
нанесения

Таким образом, проведенный сопоставительный анализ показал, что предлагаемый состав электроизоляционной эмали отличается от известного высокими значениями температурного коэффициента линейного расширения, более низкой температурой нанесения. Это является свидетельством преимущества предлагаемой эмали по сравнению с прототипом.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство №1537653, класс С 03 С 8/02, опубл. 23.01.90. Бюл. №3.

2. Патент РФ №2059579, кл. С 03 С 8/10, опубл. 10.05.96. Бюл. №13 (прототип).

Электроизоляционная эмаль для изделий из нержавеющей стали, включающая SiO₂, BaO, SrO, NiO, CoO, Na₂O, K₂O, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит CaO, CdO, Bi₂O₃, V₂О₃, Sb₂O₃, CuO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2	25-35
V2O5	1-6
CaO	4-7
CdO	4-7
SrO	3-8
CoO	0,5-1
NiO	0,5-1
Na2O	1-4
К2O	3-5
Bi2O3	3-18
CuO	0,2-1
Sb2O3	1-3
BaO	Остальное