СТЕКЛОЭМАЛЕВОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2018 года по МПК C03C8/06 

Стеклоэмалевое покрытие для стальных изделий

Изобретение относится к области получения однослойных стеклоэмалевых покрытий для стальных изделий, и может быть использовано в производстве эмалированных стальных изделий, применяемых в химической, фармацевтической, пищевой, нефтяной, газовой промышленности, строительстве.

Известен состав однослойного стеклоэмалевого покрытия для баков автоматических и полуавтоматических стиральных машин и других изделий электробытового машиностроения (Патент РФ №2016862, опубликован 30.07.1994 МПК C03C 8/08), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO₂ 33,0-35,0; CuO 1,0-2,5; Al₂O₃ 3,0-4,5; Na₂O 25,8-26,5; B₂O₃ 20,0-21,0; Fe₂O₃ 2,5-5,0; TiO₂ 1,0-3,0; Со₂О₃ 0,25-0,5; P₂O₅ 1,0-1,95; NiO 0,5-1,2; MnO₂ 4,0-6,0; SnO₂ 0,03-0,1.

Недостатком указанного покрытия является низкая химическая стойкость, а также узкая область применения.

Также известен состав стеклоэмалевого покрытия для эмалирования стали и чугуна (Патент РФ №2318755, опубликован 10.03.2008 МПК C03C 8/08), содержащий следующие компоненты мас. %:

SiO₂ - 18,0-22,0; TiO₂ - 13,0-15,0; P₂O₅ - 3,0-5,0; Al₂O₃ - 15,0-20,0; B₂O₃ - 15,0-17,0; MgO - 2,0-3,0; CaO - 2,0-3,0; ZnO - 22,0-25,0.

Недостатком указанного покрытия является его использование только в качестве покровного покрытия, а также низкая химическая стойкость к действию агрессивных средад.

Наиболее близким по составу к заявленному является однослойное стеклоэмалевое покрытие (Патент РФ №94029962, опубликован 27.05.1996 МПК C03C 8/08), содержащее в своем составе следующие компоненты, мас.%:

SiO₂ 44,00-47,00; Al₂O₃ 6,10-7,50; B₂O₃ 15,40-15,90; Na₂O 16,30-16,90; K₂O 1,50-2,40; P₂O₅ 0,80-1,20; СаО 2,30-2,45; СоО 1,20-1,40; NiO 0,30-0,35; Fe₂O₃ 1,20-1,30; Na₃AlF₆ 2,80-3,00; MgO 1,00-1,30; CaF₂ 2,00-3,40; MnO₂ 0,35-0,65.

Недостатком прототипа является его высокая ресурсоемкость.

Задачей изобретения является увеличение срока службы эмалированных стальных изделий за счет повышения химической стойкости стеклоэмалевого покрытия.

Технический результат изобретения - повышение химической стойкости однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий различного назначения, понижение температуры обжига (менее 800°C), а также увеличение прочности сцепления стеклоэмалевого покрытия с металлом.

Достигается это тем, что однослойное стеклоэмалевое покрытие для стальных изделий, включающее SiO₂, Al₂O₃, В₂О₃, Na₂O, K₂O, CaO, NiO, MgO, CaF₂, MnO₂, дополнительно содержит оксид лития Li₂O, понижающий температуру обжига, оксид титана TiO₂, увеличивающий химическую стойкость, а также оксид меди CuO, повышающий прочность сцепления стеклоэмалевого покрытия и стальной основы изделия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂ 46,5-51,0; Al₂O₃ 3,5-5,0; B₂O₃ 13,5-16,5; Na₂O 11,0-12,5; K₂O 1,5-3,5; Li₂O 3,5-5,0; TiO₂ 4,5-6,5; МО 0,5-2,0; CaF₂ 4,5-6,5; MnO₂ 1,0-3,0; СоО 0,5-2,0; CuO 0,1-1,0.

Однослойное стеклоэмалевое покрытие для стальных изделий получают следующим образом. Используют следующие сырьевые материалы: песок, полевой шпат, бура, селитра натриевая, оксид титана, поташ, литий углекислый, оксид марганца, оксид никеля, плавиковый шпат, оксид меди. Сырьевые материалы измельчают в шаровой мельнице сухого помола до размера частиц не более 2 мм. Все компоненты шихты однослойного стеклоэмалевого покрытия взвешивают, тщательно перемешивают и сплавляют при температуре 1300-1350°C в течение часа. Готовый расплав стеклоэмали гранулируют путем выливания в воду.

Пример 1. Для проведения испытания был принят следующий состав однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий, мас.%:

SiO₂ 46,5; Al₂O₃ 3,5; B₂O₃ 15,0; Na₂O 11,8; K₂O 2,5; Li₂O 4,5; TiO₂ 5,0; NiO 0,5; CaF₂ 6,0; MnO₂ 3,0; СоО 1,0; CuO 0,7. Сумма: 100.

Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°C в течение часа. Обжиг однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-800°C. Полученное стеклоэмалевое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления стеклоэмалевого покрытия с металлом Н=89%, кислотостойкость стеклоэмалевого покрытия составляет 77%, а щелочестойкость 73%.

Пример 2. Для проведения испытания был принят следующий состав однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий, мас.%:

SiO₂ 48,7; Al₂O₃ 4,2; B₂O₃ 14,3; Na₂O 11,8; K₂O 2,5; Li₂O 4,0; TiO₂ 4,1; NiO 1,0; CaF₂ 5,2; MnO₂ 2,3; СоО 1,2; CuO 0,7. Сумма: 100.

Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°C в течение часа. Обжиг однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-800°C. Полученное стеклоэмалевое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления стеклоэмалевого покрытия с металлом Н=89%, кислотостойкость стеклоэмалевого покрытия составляет 79%, а щелочестойкость 74%.

Пример 3. Для проведения испытания был принят следующий состав однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий, мас. %:

SiO₂ 51,0; Al₂O₃ 5,0; B₂O₃ 13,8; Na₂O 10,2; K₂O 2,5; Li₂O 3,5; TiO₂ 3,5; NiO 1,0; CaF₂ 5,0; MnO₂ 2,0; CoO 2,0; CuO 0,5. Сумма: 100.

Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°C в течение часа. Обжиг однослойного стеклоэмалевого покрытия для стальных изделий осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-950°C. Полученное стеклоэмалевое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления стеклоэмалевого покрытия с металлом Н=87%, кислотостойкость стеклоэмалевого покрытия составляет 82%, а щелочестойкость 78%.

Изобретение относится к области получения однослойных стеклоэмалевых покрытий для стальных изделий. Эмаль содержит следующие компоненты, мас.%: SiO₂ 46,5-51,0; Аl₂O₃ 3,5-5,0; В₂O₃ 13,5-16,5; Na₂O 11,0-12,5; K₂O 1,5-3,5; Li₂O 3,5-5,0; ТiO₂ 4,5-6,5; NiО 0,5-2,0; CaF₂ 4,5-6,5; МnO₂1,0-3,0; СоО 0,5-2; СuО 0,1-1,0. Технический результат – повышение химической стойкости эмали. 3 пр.

Однослойное стеклоэмалевое покрытие для стальных изделий, включающее SiO₂, Al₂O₃, В₂О₃, Na₂O, K₂O, Li₂O, TiO₂, NiO, MgO, CaF₂, MnO₂, CoO, CuO, отличающееся высокими показателями химической стойкости и прочности сцепления с металлической основой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂ 46,5-51,0 Al₂O₃ 3,5-5,0 B₂O₃ 13,5-16,5 Na₂O 11,0-12,5 K₂O 1,5-3,5 Li₂O 3,5-5,0 TiO₂ 4,5-6,5 NiO 0,5-2,0 CaF₂ 4,5-6,5 MnO₂ 1,0-3,0 CoO 0,5-2,0 CuO 0,1-1,0