СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТ НАЛИПАНИЯ БРЫЗГ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1998 года по МПК B23K35/36 

Изобретение относится к сварке, а именно к покрытиям для защиты поверхностей свариваемых изделий и технологического оборудования от брызг расплавленного металла. Кроме того, данное изобретение может найти применение в металлургии при разливке жидкого металла.

Известно покрытие для защиты поверхности от брызг расплавленного металла, содержащее концентрат сульфитно-спиртовой барды в количестве 150-200 г на литр воды (см. авт. св. СССР N 186840, B 23 K 35/36, 1966).

Однако описанное покрытие имеет низкие технологические свойства, выражающиеся в плохой смачиваемости поверхностей, загрязненных жирами, маслами и т. п. веществами. Кроме того, после высыхания покрытия на защищаемых поверхностях образуется корочка сульфитно-спиртовой барды, которая осыпается при ударах, вибрации и транспортировке.

Известно покрытие для предотвращения налипания брызг расплавленного металла, содержащее следующие компоненты, г на 1 л воды:
Сульфитно-спиртовая барда - 50 - 100
Мыло - 20 - 40
Сода кальцинированная - 20 - 30
(см. авт. св. СССР N 239013, B 23 R 5/36, 1968).

Недостатком известного покрытия является его малая термическая стойкость при сварке на средних режимах, т.е. при сварочном токе от 280 до 380 А. В данном случае образуются брызги с большим теплосодержанием, за счет которого покрытие разрушается, а брызги налипают на поверхность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий следующие компоненты, г на 1 л воды:
Сульфитно-спиртовая барда (связующее) - 60 - 110
Мыло (поверхностно-активное вещество) - 25 - 45
Кальцинированная сода (поверхностно-активное вещество) - 15 - 25
Каолин (термостойкий наполнитель) - 25 - 50
(см. авт св. СССР N 923784, B 23 K 35/36, 1980).

Описанный состав покрытия принят за прототип при составлении настоящей заявки.

Недостатком прототипа является высокая стоимость его компонентов, что при больших объемах применения данного покрытия скажется на себестоимости продукции.

Цель изобретения - уменьшение стоимости покрытия путем замены дорогостоящих компонентов на более дешевые без ухудшения защитных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащем связующее (сульфитно-спиртовую барду), поверхностно-активное вещество (кальцинированную соду и мыло) и термостойкий наполнитель (каолин) в поверхностно-активное вещество вместо мыла введен декстрин, а в качестве термостойкого наполнителя используют отходы абразивного производства при следующем соотношении компонентов, г на 1 л воды:
Сульфитно-спиртовая барда - 40 - 50
Кальцинированная сода - 30 - 40
Декстрин - 80 - 100
Отходы абразивного производства - 100 - 150
Заявляемое покрытие характеризуется наличием следующих существенных отличительных признаков:
а) сульфитно-спиртовая барда - связующее 40 - 50
б) кальцинированная сода - ПАВ 30 - 40
в) декстрин - ПАВ 80 - 100
г) отходы абразивного производства - термостойкий наполнитель 100 - 150
Проведенные исследования по патентной и научно-технической литературе позволили выявить ряд технических решений аналогичного назначения. Сравнительный анализ показал, что признак "а" новый, т.к. в известных источниках, и в частности в прототипе, его пределы ограничены от 60 до 110 г/л, а в предложенном - от 40 до 50 г/л; признак "б" совпадает с прототипом, т.е. вписывается в его диапазон; признак "в" в известных источниках отсутствует, значит, он новый; признак "г" новый по той же причине.

По результатам сравнительного анализа можно сделать вывод, что заявляемый состав обладает новизной и изобретательским уровнем, а лабораторные испытания показали его применимость в промышленных условиях. Следовательно, заявляемый состав покрытия отвечает критериям патентоспособности и может быть признан изобретением.

Как и в прототипе, одноименные компоненты выполняют аналогичные функции:
1) сульфитно-спиртовая барда - это связующее, которое вводится в состав покрытия в виде раствора;
2) кальцинированная сода - это поверхностно-активное вещество, которое вводится в состав в виде порошка.

Новые компоненты выполняют следующие функции:
30 декстрин - это поверхностно-активное вещество, которое вводится в состав покрытия в виде порошка;
4) отходы абразивного производства - это термостойкий наполнитель, который вводится в состав покрытия в виде порошка. Отходы абразивного производства представляют собой порошок светло-серого цвета, содержащий Al₂O₃ - 52,7%; CaO - 45,5%; Na₂O - 0,2%; MgO - 0,5%; Cr₂O₃ - 0,2%; SiO₂ - 0,6%; Fe₂O₃ - 0,3%.

Для определения эффективности защиты поверхности изделий и технологической оснастки было изготовлено по три состава покрытия как известного, так и заявляемого. Компоненты последовательно вводили в воду и путем барботирования доводили до однородной массы темно-серого цвета. Каждый из полученных образцов покрытия подвергался испытаниям на различных режимах сварки плавящимся электродом в среде защитных газов (CO₂).

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, эффективность защиты поверхности свариваемых изделий и приспособлений от брызг расплавленного металла в широком диапазоне сварочного тока предложенным составом покрытия довольно высока и не уступает аналогичным свойствам известного покрытия (а.с. N 923784). Однако увеличение добавки отходов абразивного производства вместо каолина и декстрина вместо мыла - в известном, в предложенном покрытии, повлекло за собой уменьшение количества других компонентов, за счет чего достигается удешевление самого покрытия. Кроме того, использование отходов абразивного производства позволяет утилизировать значительное количество этого "сырья", решая вопросы экологии окружающей абразивные производства территорий.

Технология нанесения предложенного покрытия на поверхности свариваемых изделий и технологического оборудования осталась прежней, что и для прототипа, т.е. кистью или сжатым воздухом.

Изобретение может быть использовано при сварке или при разливе жидкого металла в металлургии. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, г на 1 л воды: сульфитно-спиртовую барду 40 - 50, термостойкий наполнитель в виде отходов абразивного производства 100 - 150 и поверхностно-активное вещество (ПАВ). ПАВ включает кальцинированную соду 30 - 40 и декстрин 80 - 100. Технический результат заключается в уменьшении стоимости покрытия. 1 табл.

Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг наплавленного металла, содержащий сульфитно-спиртовую барду, поверхностно-активное вещество, включающее кальцинированную соду, и термостойкий наполнитель, отличающийся тем, что в поверхносно-активное вещество введен декстрин, а в качестве термостойкого наполнителя используют отходы абразивного производства при следующем соотношении компонентов, г/л воды:
Сульфитно-спиртовая барда - 40 - 50
Кальцинированная сода - 30 - 40
Декстрин - 80 - 100
Отходы абразивного производства - 100 - 150а