Способ защиты металлических изделий от окисления и обезуглероживания при нагреве

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Соцналнсткческнк

Республик

< 749913 з (Sl)M Кл (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 14.06.76 (23)2373956/22-02

С 21 В 1/70 с прнсоецнненнем заявки М—

Гооударстевнный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приорнтет—

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень Рй 27 (53) УДК 621. .785,02 (088.8) Дата опубликования описания 28.07,80

Ю. И. Блинов, Я. Н. Липкин, Н. А. Богатов, В, Ф. Степаненко, Я. И. Гольдштейн и B. Х. Касьян (72) Авторы изобретения

В д р

Уральский научно-исследовательский институт. ф6:- 1 11Ьл, ",)ф трубной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАШИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ

ПРИ НАГРЕВЕ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано, в частности, при изготовлении металлоизделий подвергаемых высокотемператур ному нагреву в пламенных печах.

Известны способы защиты поверхнос5 ти металла от окисления и обезуглероживания заключающиеся в предварительном нанесении на поверхность металла защитных покрытий в виде порошка со связующим или шликера (1)и (2g.

io

Известен также способ защиты поверхности металла от окисления путем предварительного нанесения на поверхность покрытия, которое в процессе нагрева l5 плавится и образует стеклянную пленку прецохраняющую поверхность изделия от окисления при высоких температурах $3).

Недостатками известного способа являются: снижение производительности операцич нагрева ввиду наличия слоя холодного неплотного покрытия, снижения экономических показателей операции наг. рева; невозможность применения способа

2 в высокопроизводительных проходках печах (роликовые, с шагающими балками и цр.) из-за механического разрушения нерасплавленного покрытия при низких температурах.

Возможность образования пор и трещин покрытия под действием аэродинамического потока горючих газов.

Ueab изобретения - повышение произ« водительности.

Это достигается тем, что изделия, нагреваемые в окислительной среде, предварительно подогревают цо 400700 С, после чего наносят покрытие в виде расплава, подаваемого потоком смеси продуктов горения топлива и порошка материала защитного покрытия, причем покрытие можно наносить слоями, черецуя периоды нагрева и нанесения покрытия. Предварительный нагрев изделий цо 400-700 С позволяет при сохранент5и высокой тепловой производительности пе чи и экономичности использования топли» ва подготовить поверхность под нанесе749913 ние покрытия иэ расплава с максимальной адгезией расплава к поверхности.

При этом получаются минимальные поры, покрытие плотное и хорошо удерживается на поверхности изделий.

Послойное нанесение покрытия позволяет наносить различные по составу покрытия для каждого температурного интервала всего периода нагрева, что обеспечивает качественную защиту во всем интервале температур нагрева, Нанесение покрытия первого слоя обладающего существенной разницей в коэффициенте термического расширения с металлом .при температурах ниже 400-700 С, позволя- 15 ет после нагрева при температурах, не влияющих на изменение качества поверхности, отделять or него покрытие и передавать чистые изделия для дальнейшей обработки, гс

Перевод в расплав покрытия первого ! слоя окислов и других загрязнений поверхности позволяет повысить эффективность действия защитного покрытия путем дополнительной чистки поверхности металла.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа. Нагреваемое изделие 1 размещено на транспортном рольганге 2 в камере нагрева 3, содер« жащей горелки 4. За камерой нагрева 3 расположен узел нанесения покрытия, состоящий иэ горелочного блока 5 и сопла 6 подачи аэросмеси порошка покрытия. За узлом нанесения покрытия расположены ряд нагревательных камер 7 с горелками 4, между которыми могут располагаться один или несколько узлов нанесения покрытия,с горелочными блоками 5 и соплами 6.. 40

Нагрев изделий осуществляется следующим образом.

Обрабатываемые изделия 1 по рольгангу 2 перемещаются в камеру" подогрева 3, где нагреваются до температуры

400-700 C на поверхности изделий. Такой нагрев проходит с минимальным окислением металла и с весьма незначительным расходом тепловой энергии. Перемещаясь по рольгангу 2, изделие 2. за камерой подогрева 3 попадает в зону действия факела горелочного блока 5, который в направленном газо- пламенном потоке несет расплавленные частицы материала защитного покрытия, подаваемого 55 через сопло 6. В виду того, что темпера- тура поверхности изделия 1 значительно ниже (на 300-400 С) температура крис- таллизации материала покрытия, на ней образуется прочная пленка покрытия, которая не отделяется от поверхности изделия 1 при перемещении по рольгангу 2 в камере нагрева 7. йля более качественной защиты, на поверхность изделий 1, последовательно воздействуют потоком тепла в камере 7 и защитным покрытием, наносимым при помощи горелочного бло-ка 5 и сопла 6, установленных по длине камеры 7, чередуя периоды нагрева с нанесением покрытия, В зоне действия факела горелочного блока 5 (узла нане сения) одновременно с нанесением покрытия осуществляется и нагрев по заданному режиму термической обработки.

Йля нанесения защитного покрытия можно применять порошки, полученные путем сухого помола стекла или эмалевой фритты. При этом подбирается состав, обеспечивающий отделение покрытия

or металла при охлаждении иэделий за счет существенного различия коэффициентов термического расширения покрытия и металла.

Предлагаемым способом можно осуществить практически полную защиту металла от окисления, обезуглероживания или других поверхностных взаимодействий диффундирующих компонентов металла с газами. Это достигается бла годаря воэможности нанесения толстых и сплошных покрытий, что обеспечивается направленным газовопламенным потоком, несущим расплавленный материал.

Защитный материал может быть многократно использован путем помола в порошок после отделения от поверхности охлажденного изделия, Предлагаемый способ может быть использован при нагреве заготовок перед прокаткой в печах с перемещаемым подом (например, в кольцевых). В этом случае можно применять эмали или стекла, которые при температуре обработки находятся в расплавленном (размягченном) состоянии и в таком виде удерживаются поверхностью.

Применение предлагаемого способа при термообработке, например труб из стали марки ШХ-15, а также котельных труб, позволит избежать операции удаления обезуглероженного и окисленного слоя, а также увеличить выход ! годного.

Формула изобретения

1. Способ защиты металлических из« делий от окисления и обезуглероживания

749913

Г»> диет»

Составитель А. Секей

Редактор Л. Лашкова Техред М. Келемеш Корректор В. Синицкая

Заказ 4558/20 . Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ! при нагреве, включающий нанесение защитного покрытия, например, стеклянного или эмалевого, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности, поверхность изделия нагревают до 400-700 С, затем возо действуют потоком смеси продуктов сгорания топлива с порошком защитного покрытия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что покрытие наносят слоями, чередуя периоды нагрева и нанесения покрытия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3415691, кл. 148 6, ll, опублик. 1966.

2. Патент Японии No. 27926, кл. 10 А 710.1, опублик. 1970, 3. Авторское свидетельство СССР

М 417495, кл. С 21 0 1/70, 1972.