Состав для защиты металла от окисления Советский патент 1984 года по МПК B23K35/24 C21D1/68 

ю со

СХ)

Изобретение относится к составам, предотвращающим окисление металла пр пайке, и может быть использовано при высокотемпературных газопламенной и индукционной пайке изделий из углерсдистых сталей.

При газопламенной и индукционной пайке в воздушной среде происходит интенсивное окисление . эверхности металла, т.е. окалины. Очистка поверхности металла после пайки от окалины и остатков флюса обычно производится химическим травлением или дробеструйной обработкой с последующей механической опиловкой и зачисткой наплывов припоя. Это приводит к большим затратам ручного труда и, следовательно, к высокой трудоемкости изготовления велосипедов. Кроме того, чистота поверхности металла после очистки его от окалины не соответствует требованиям, предъявляемым ГОСТам к поверхностям перед нанесением лакокрасочных покрытий на велосипедные детали.

Известен состав для защиты позерхности металла от окисления при температурной обработке, содержащийкремнийорганический полимер, органический растворитель, стеклососТ.1В и карбид кремния. Этот состав обеспечивает защиту поверхности крупногабаритных стальных деталей при 850-950°С в течение полутора часов (на период пайки) СООднако указанкьй состав нетехнологичен и трудоемок в приготовлении. Паред нанесением состава требуется трудоемкая подготовка защищаемой поверхности (пескоструйная обработка, полировка, и т.п.) Толщина защитного слоя покрытия большая и составляет 0,12-0,25 мм, что приводит к значительному расходу состава и длительному времени его сушки после нанесения (1,5-2,5 ч) Покрытие из-за наличия в нем стеклосостава при нагреве оштавляется, образуя на поверхности защищаемого металла монолитную трудноудаляемую пленку. . .

Известен также состав для защиты поверхностного слоя металла от разрушения при термическом воздействии содержа1Щй кремнийорганический полимер (метилполисилоксановую смолу), тонкоизмельченный порошок алюминия и двуокись кремния, органический растворитель. Известный состав обеспечивает эффективную защиту поверхности металла от окисления при воздействии температур до трех тысяч градусов и выше 21.

Указанный состав имеет следующие недостатки: сложность нанесения покрытия, обусловленная высокой вязкостью состава; сложность удаления покрытия после термического воздействия вследствие того, что при температуре пайки известный состав не разрушается из-за рез гноподобного состояния и высокой термостойкости покрытия, в результате чего требуются дополнительные трудозатраты на его удаление; необходиместь нанесения покрытия большой тощины на предварительно загрунтованную поверхность для обеспечения эффективной защиты.

Цель изобретения - снижение трудемкости при нанесении и удалении сотава.

Для достижения поставленной цели состав для защиты металла от окисгления при высокотемпературной пайке, содержащий кремнийорганический полимер, органический растворитель и алюминиевую пудру, дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мае.7,: Кремнийорганический полимер60-90 Алюминиевая

пудра3-15

Графит5-20

Органический

9растворитель Остальное

В данном составе в качестве кремнийорганического полимера может быть использован лак кремнийорганической марки КО-815, вьтускаемый по ГОСТу 11066-74 и представлякиций собой смесь растворов полифенилсиликсановой смолы и глифталевого лака в толуоле и ксилоле. Лак представляет собой прозрачную жидкость с содержанием сухого остатка не менее 30% и вязкость по вискозиметру ВЗ-1 при 20 С не менее 12с.

Графит, вьтускаемый по ГОСТу 5279-74, представляет собой кристаллический порошок - продукт обогащения естественного и скрапового графита с остатком на сетке Jf 016 не более 40% плотностью 2,21-2,26 г/см вольностью не более 13-25%.

Пудра алюминиевая, выпускаемая по ГОСТу 5494-71, представляет собой тонко измельченные частицы алюминия пластинчатой формы с кроющей способностью на воде не менее 10000 , при просеивании через сита, с сетками № 0045, 0056 остаток на ситах составляет не более 0,3 0,5%, вспльшаемость не менее 80%.

В качестве органического растворителя могут быть использованы толуол (ГОСТ 14710-78) или ксилол каменноугольньй (ГОСТ 9949-76). Толуол представляет собой ароматический углеводород - бесцветную, прозрачную жидкость, которая испаряется без остатка, легко воспламеняется, плотность при 20 С 0,856-0,866 .г/см Ксилол представляет собой смесь трех изомерных ксилолов и некоторого количества этилбензола,

Ксилол - прозрачная, бесцветная жидкость с плотностью при 20°С в пределах 0,863 г/м.

Для получения состава были приготовлены три смеси компонентов.

В таблице приведено количественное содержание смесей компонентов

Кремнийорганичес-

кий полимер . 80 8Q 90

Графит20 12 5

Алюминиевая

,пудра15 5 3

Органический

растворитель 5 3 2

Состав приготавливали путем перемешивания входящих компонентов до однородного состояния в емкостях с мешалками за 1-2 ч до применения в следующей последовательности: Кремнийорганический полимер, пудра алкя4иниевая, графит. Приготовленную таким образом смесь разбавляли толуолом или ксилолом до рабочей вз

23815

вязкости 30-50 с по вискозиметру ВЗ ВЗ-4 для нанесения ее кистью. При нанесении композиции методом распыления вязкость ее должна быть 205 25 с.

Нанесение приготовленного состава на защищаемую поверхность металла целесообразно производить методом распыления при помощи краскораспыли10 теля в распылительных камерах.

При проведении лабораторных испытаний приготовленные описанным способом смеси наносили в 1-2 слоя на предварительно обезжиренные уййт-спи15 рнтом пластинки из стали Ст.З размером 70x120 мм и толщиной 1 мм.Толщина нанесенного покрытия составляла 50-100 мкм. Покрытие сущили на воздухе в течение 20-40 мин,(в за-

20 висимости от количества наносимых слоев). Пластинки.со стороны покрытия нагревали кислородно-ацетиленовым пламенем при помощи горелки Москва с наконечником № 6 располо25 женным на расстоянии 20-30 мм. На обратную сторону пластинки помещали припой (кусочки проволоки ф 2,2 мм из латуни Л63) и флюс (бура) и с помощью чеканки прикрепляли терйопа3Q ру типа ХА (0,5 мм, длина 5,0 м) с прибором МШ1-254 (сопротивление 192 Ом). Время от начала нагрева до расплавления припоя (при 950+10°С) замеряли при помощи секундомера. При визуальном осмотре образцов после пайки обнаружено. Что покрытие потемнело, частично выгорело, оставшаяся часть покрытия легко удаляется при слабом механическом

воздействии.

Показателем защитных свойств состава является степень окисленного металла под покрытием после пайки.

.Определение этого показателя производили методом рентгеноструктурного анализа на образцах типа Шлиф, вырезанных из зоны пайки, путем снятия рентгенограмм на установке 5ТС-55 с использованием камеры типа РКД и излучения ot- Со или eIrCr. Количественное содержание фаз определяли путем сравнения интенсивности линий, именпрпсся на рентгенограмме фаз, учитывая, что ин тенсивность линий фаз пропорциональна их количеству на образце.

Анализ рентгенограмм показал, что, степень окисленности поверхности ме

СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА . ОТ ОКИСЛЕНИЯ при высокотемпературной пайке, содержащий кремнийорганический полимер, органический растворитель и алюминиевую пудру, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости при нанесении и удалении состава, он дополнительно содержит графит при следукицем соотношении компонентов, мае.%: Кремнийорганичес60-90 кий полимер Алюминиевая 3-15 пудра 5-20 Графит Органический Остальное § растворитель