Способ подготовки поверхности стали перед эмалированием Советский патент 1987 года по МПК C23D3/00 

fO

11306977

Изобретение относится к подготовке поверхности стали перед эмалированием, в частности к термогазохимичес- кой обработке в контролируемой атмосфере .

Цель изобретения - повышение прочности сцепления эмали с металлом и предупреждение сколов эмали.

Б качестве образцов заготовок используют пластины размером 120 х X 60 мм из листовой стали толщиной 0,8 и 1,2 мм, а также отштампованные заготовки-кружки емкостью 0,4 л. При этом все образцы изготавливают из склонной к наводораживанию стали. В качестве контролируемой защитной атмосферы применяют атмосферу типа ПС-06 (состав, об %: COj 5,8-6,2; СО 8,8-10,0; Н 12,0-15,5; N - остальное). Влажность защитной атмосферы определяют по температуре точки росы газов, которая регулируется температурой подаваемой в скруббер воды, через который пропускают атмосферу перед подачей ее в печь. Температуру пооперационной обработки затие сушат

880 С в течение

делия наносят шликер грунтовой эмали ЭСР-21, ЭСР-31, ЭСР-36. Затем покры- при 100 к обжигают при

2,5 мин.

Толшяна обожженного грунтового слоя составляет 140 мкм. В качестве покровной взята титановая эмал ЭСП-117 ГОСТ 2440-80. Величину сцеп ления эмалевого покрытия с металлом определяют на приборе относительно величины поверхности обнажившейся стали. Наличие дефектов покрытия (прогары, сколы, рыбья чешуя и др. определяют визуально. Основные параметры известного способа приведены в таблице.

. Пример 2 (по предлагаемому способу). Изделия из стали 08КП с жи ровыми загрязнениями на поверхности подают на конвейере в печь в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере типа ПС-06 в течение 0,82 мин до 495 С. При этом изделия 25 практически полностью обезжириваются Обезжиренные изделия подают в зо15

20

ну восстановления и обезуглерожива- готовок определяют по показаниям тер- экзогаза типа ПС-06

(состав, об %: СО 6,0; СО 8,2; 30 Hg 12,8; 4,2; N остальное) в течение 5 мин при нагреве до

мопары, горячий спай которой зачека- нивают в контрольный образец. Время обработки контролируют секундомером.

Пример 1 (по прототипу).Операцию обезжиривания, восстановления окисной пленки, обезуглероживания, поверхностного окисления и охлаждения изделий осуществляют в печи при еле- -5 дующих параметрах режима термохимической обработки. Регулируемую газовую среду типа ПС-06 подают для всех операций одинакового состава и температуры. Она содержит следующее соотношение компонентов, об.%: СО, 6,2;

В10°С

40

происходит окончательное обезжиривание, восстановление имевшихся на исходном металле окислов железа и обезуглероживание поверхностных слоев стали.

Затем заготовки подают в зону окисления холодильника печи, где в осушенной до температуры точки росы 32°С атмосфере ПС-06 на поверхности заготовок в процессе их охлаждения от 810 до 400 с формируется тонкая

СО 9,0; Н, 14,7;

4,2;

N остальное.

Изделия из стали 08КП с жировыми загрязнениями подвергают в течение 7 мин термохимическому обезжириванию при нагреве до 450°С, затем подают в зону отжига печи, где в процессе нагрева до 880°С и выдержки в течение 10 мин происходит восстановление окислов и обезуглероживание стали. Затем из зоны нагрева и выдержки печи изделия подают в холодильник печи, где их температура постепенно вает дефекты эмалевого покрытия. Пос- нкжается до 180 С. В процессе охлаж- ле этой операции заготовки в атмосфе- дения заготовок осуществляется по- ре ПС-06, увлажненной до температуры верхностное окисление стали. На об- точки росы 32 С, окончательно охлаж- работанные по известному способу из- дают до температуры вьщачи 80 С.

тие сушат

880 С в течение

делия наносят шликер грунтовой эмали ЭСР-21, ЭСР-31, ЭСР-36. Затем покры- при 100 к обжигают при

2,5 мин.

Толшяна обожженного грунтового слоя составляет 140 мкм. В качестве покровной взята титановая эмаль ЭСП-117 ГОСТ 2440-80. Величину сцепления эмалевого покрытия с металлом определяют на приборе относительно величины поверхности обнажившейся стали. Наличие дефектов покрытия (прогары, сколы, рыбья чешуя и др.) определяют визуально. Основные параметры известного способа приведены в таблице.

. Пример 2 (по предлагаемому способу). Изделия из стали 08КП с жировыми загрязнениями на поверхности подают на конвейере в печь в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере типа ПС-06 в течение 0,82 мин до 495 С. При этом изделия 5 практически полностью обезжириваются. Обезжиренные изделия подают в зо5

0

8,2; ное)

В10°С

-5

40

происходит окончательное обезжиривание, восстановление имевшихся на исходном металле окислов железа и обезуглероживание поверхностных слоев стали.

Затем заготовки подают в зону окисления холодильника печи, где в осушенной до температуры точки росы 32°С атмосфере ПС-06 на поверхности заготовок в процессе их охлаждения от 810 до 400 с формируется тонкая

пленка окислов железа заданной тол- .

42 Затем заготовки подают в зону ох- лаждения, где на поверхности металла происходит осаждение аморфного углерода (сажи) в количестве 0,0015- 0,2 мг/см из обогащенной природным газом (0,5% П.Г.) и нагретой до

50

атмосферы ПС-06 (температура точки росы атмосферы 23 С). Выделение сажи

на поверхности

0,2 мг/см (примеры 5, 8,

в количестве более

5) вызыОбработанные так1{м способом заготовки эмалируют, отжигают и проверяют качество покрытия анапогично методике, указанной в прототипе. Параметры и резулг:.таты осуществления способа приведены в таблице.

Примеры с 3 по 29. Приемы подготовки поверхности стальных изделий к эмалированию и их эмалирование грунтовыми и покровными эмалями по примерам 3-29 аналогичны примеру 2.

Основные технологические параметры обработки,заготовок в этих примерах изменяют в следующих пределах: температура термогазохимической обработки 80-880 С; температура точки росы контролируемой атмосферы 18-45 С; температура нагрева контролируемой атмосферы 20-650 С, присадка природ

ного газа к атмосфере в зоне осаждения углерода 0,3-2,8 об.%, конечная температура обработки (температура вьщачи заготовок из печи) 80-125 С. Показатели параметров термогазохимической обработки и качества поверхности после эмалирования приведены в таблице.

Как показывают результаты прове- денных исследований, изменение углеродного потенциала атмосферы ПС-06 за счет уменьшения подачи (присадки) природного газа ниже 0,5% (примеры 3 23), равно как и увеличение выше 2,5 (примеры 5, 8, 15) вызывают появлени дефектов эмалевого покрытия. Этот факт объясняется в первом случае по- ниженнь1м, а во втором - повышенным сажевыделением на поверхности заго- товки.

Снижение температуры, подаваемой в зону охлаждения контролируемой атмосферы ПС-06, влияет на конечное качество покрытия подобно снижению уг- леродного потенциала (примеры 18-20) атмосферы. При одновременном снижени углеродного потенциала и температуры

контролируемой атмосферы качество эмалевого покрытия неудовлетворительное (пример 23). Все это объясняется недостаточным сажеосаждением на по- верхности заготовки. Величина конечной температуры обработки 80-125 С не оказывает влияния на качество поверхности.

Использование пудрового способа

нанесения эмали на поверхность стали несколько повьшает прочность сцепления эмали с подложкой, но не устраняет образование дефектов, если недостаточно (пример 13) или избыточно

(пример 15) сажеосаждение на поверхности заготовки.

Как показывают результаты испытаний, прочность сцепления эмалевого покрытия со сталью и его качество на

деталях, прошедших перед эмалированием термогазохимическую обработку по предлагаемому способу, значительно повышаются.

В результате подготовки металлических изделий предлагаемым способом улучшается качество поверхности металла и за счет оптимизации процессов взаимодействия подложки с расплавом .эмали при обжиге покрытия обеспечивается образование высококачественного эмалевого покрытия без дефектов.

Формула изобретения

ли,

Способ подготовки поверхности стли перед эмалированием, включающий обезжиривающий отжиг в экзогазовой атмосфере, обезуглероживающей отжиг при 500-850°С, окисление металла в процессе охлаждения до 400 С и окончательное охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепленид эмали с металлом и предупреждения сколов эмапосле окисления на поверхность металла подают подогретый до 500- 650 С экзогаз, обогащенный на 0,5- 2,5 об.% природным газом.

0,82

815 810

815 800

i,n

780

Л,9

750

88П 850 710 600

400 AOO

32

2,0

31 31

5 iO 3 j 2П 35

400

35

1,0

36

395

36

1,5

известного и предлагаемого способов

650

590 600 590 625

500 605

670

625

400

250

20

640

440

20

640

23 24

21 21 22 21

20

26

21

ПС-06

10,5П.Г.

ПС-ОА

«о.зп.г.

ПС-06

2,5П.Г.

ПС-06

3,ОР.Г.

ПС-06

Ю,6П.Г.

ПС-06

+2,ОП.Г.

ПС-06

2,9П.Г,

ПС-06 +0,8П.Г.

ПС-06

о,зп.г. ПС-06

+1,5П.Г.

ПС-06

+2,6П,Г.

ПС-06

1,5П.Г.

ПС-06

ti.an.r.

ПС-06

Ю,8П.Г.

ЦС-06

+0,4П.Г.

ПС-06

Ю,4П. Г.

1,0

1,2

1,2

1,0

1,0

1,5

us

1,8 1,0 1,0

Редактор И. Касарда

Составитель В. Олейниченко

Техред Л.Олейник Корректор И Эрдейи

Заказ 1601/25 Тираж 937Подписное

ВНИИПН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

30 32

2) 21 22

45 40 35 20 20

26

21

8,0 S,5

6,5 5,5

6,0

5,5

н 6,0

5.5

6,0

5,0 4,0

Шлгасер- tvS

Шликер- яый

Елнкер- вый

Илнкер- яьЛ

Шлнкер- ямй

Пудро- жй

Шлниетт- яый

2

5,0

4

5

3,0

5

5

3,0

5

5 5 3 2 5 3 4 S 5 5 2 5 4 I 2

Есть Нет

Есть Нет

Есть

Н«т

1ст

Есть Нет

Есть Я«т

Есть Нет

м

|

Ест

rt

Нет

1,

Ест

Нет

Ест

Изобретение относится к подготовке поверхности стали перед эмалированием, в частности к термохимической обработке в контролируемой атмосфере. Цель изобретения - повышение прочности сцепления эмали с металлом и предупреждение сколов эмали. Изделия из стали 08КП, 08ПС с жировыми загрязнениями помещают в зону обезжиривания, где их нагревают в атмосфере (А) типа ПС-06 до 495°С. После обезжиривания изделия подают в зону восстановления и обезуглероживания в А экзогаза типа ПС-06 и нагревают до 810 С в течение 5 мин. Затем изделия подают в зону охлаждения до 400 С, где в осушенной до точки росы 32°С А ПС-06 происходит образования тонкой окисной пленки на-поверхности. Дальнейшее охлаждение происходит в зоне, где в А экзогаза для обогащения подают природный газ 0,5-2,5 об.% температура в зоне 650 С (температура точки росы 23°С). Здесь происходит осаждение аморфного углерода (сажи) на поверхность металла. После этой операции заготовки окончательно охлаждают до . Обработка в атмосфере ПС-06, обогащенной природным газом, позволяет повысить прочность сцепления эмали с металлом и предотвратить появление дефектов на эмалевом покрытии. 1 табл. с (Л :о о х -si vj