Сплав на основе свинца Советский патент 1989 года по МПК C22C11/10 

1

Изобретение относится к сплавам на основе свинца, используемых в качестве защитных покрытий металлических деталей, работающих в агрессивных жидкостях.

Цель изобретения - повьшение коррозионной стойкости и улучшение рас- текаемости сплава по поверхности стали.

Для опробования предложенного сплава приготовлены композиции, хими- ческий состав которых приведен в табл. 1.

Для приготовления опробованных композиций применяют порошок молибдена размером частиц 80-210 мкм. Сплавы готовят методом порошковой металлургии.

На шлифованную поверхность образцов из стали 20 и стали 12х18Н9Т размером 6x60x80 мм наносят флюс и один из опробованных составов предложенного и известного сплавов, затем загружают в печь с температурой 350 С и после выдержки в течение 3 мин измеряют площадь растекания.

4ib

Од СХ) СП

Испытания сплавов на коррозионную стойкость проводят в фосфорной кислоте (содержание 28%), в 10%-ной соляной кислоте и в 57%-ной серной кислоте. Испытания проводят при и скорости движения кислот 0,83 м/с в течение 720 ч.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Сурьма повышает прочность сплава и его твердость, повышая тем самым стойкость к износу при эксплуатации в потоке жидкости. Сурьма улучшает связь сплава с частицами молибдена. При содержании сурьмы менее 6% ее влияние недостаточно. При содержании сурьмы более 8% .ухудшается растеКае- мость сплава по стали.

Олово улучшает растекаемость сплава по поверхности стали, облегчает смачивание частиц молибдена легкоплавкой частью сплава, тем самым способствует упрочнению связи молибдена с легкоплавкой частью сплава и препятствует выкрашиванию частиц молибдена с поверхности сплава и повышает стойкость сплава в агрессивной движущейся среде. Олово упрочняет сплав совместно с висмутом в спла ве менее 0,7% его влияние недостаточ но. При содержании более 2,4% стойкость сплава в движущейся агрессивной среде падает.

Висмут является одним из элементов повьш1ающих твердость сплава. Висмут улучшает также растекаемость сплава по стали, смачивание частиц молибдена легкоплавкой частью сплава. Висмут имеет наибольший удельный вес из всех компонентов примененных в сплаве (19,84 х 10 кг/м ). Вследствие этого висмут повьш|ает плотность легкоплавкой части сплава и создает условия для всплытия к поверхности частиц молибдена, имеющего меньшую плотность - 10,2 х 10 кг/м Таким образом, висмут способствует формированию на поверхности наплавленного слоя сплава - слоя, обога щенного молибденом. Висмут повьш1ает .коррозионную стойкость сплава. Совместно с олобом висмут снижает температуру плавления сплава, что обеспечивает длительное пребывание сплава, при наплавке его на поверхность стальной детали, в жидком состоянии и, следовательноi более полное вспл0

5

0

5

0

5

0

5

50

55

тие на поверхность частиц молибдена. При содержании висмута менее 7,8% его влияние недостаточное. При содержании висмута более 8,8% в нанесенном слое образуются трещины.

Литий является активньпу щелочным металлом. Литий легко вступает в соединения с окислами железа, хрома, молибдена и других металлов, образуя соли. Таким образом, литий офлюсо- вывает окиблы на поверхности стали и частиц молибдена придает сплаву самофлюсующие свойства, улучшает растекаемость сплава по поверхности стали и обеспечивает смачивание легкоплавкой компонентой частиц молибдена в сплаве. Литий повьш ает прочность сплава, улучшает стойкость поверхностного слоя сплава обогащенного молибденом к выкрашиванию частиц молибдена. При содержании лития меньше 0,1% его влияние недостаточно, увеличение содержания лития более 0,16% ухудшает коррозионную стойкость сплава,

Дисперсный молибден при нанесении сплава на поверхность стали всплывает на верх и образует на поверхности слой обогащенный молибденом, содержащий до 40% молибдена. Молибден имеет высокую твердость до 2500 МПа при твердости легкоплавкой составляющей сплава около 320 МПа (iipH измерении твердости по Бринел- лю). Таким образом, поверхностный слой хорошо сопротивляется износу потоком агрессивной жидкости. При .всгшывании молибдена часть его остается в сплаве. Наличие на поверхности сплава молибдена существенно превышающего его объемную концентрацию приводит в агрессивных средах ; в сдвигу коррозионного потенциала поверхности приноя в анодную область, где гораздо быстрее происходит образование защитной пленки высшего и наиболее устойчивого из окислов PbO/j.

Двуокись свинца является сильным окислительным агентом и в отличие от низких окислов и РЬО не взаимодействует с большинством кислот. Сам молибден будучи достаточно стойким материалом увеличивает коррозионную стойкость сплава в хлоридсодержащих и восстановитель- ных средах.

При содержании молибдена менее 0,2% его влияние недостаточно, содержание молибдена более 0,3 не вызывает дальнейшего улучшения свойств сплава, а приводит к излишнему расходу дефицитного молибдена.

Из данньгх табл. 2 видно, что предложенный сплав, легированный сурьмой, оловом, висмутом, литием и порошком молибдена, имеет лучшую растекаемость по поверхности стали и обладает более высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, чем известный сплав.

Формула изобретения

Сплав на основе свинца преимущественно для нанесения защитных

покрытий, содержащий сурьму, о т л и- ч а ю щ и и ,с я тем, что, с целью повьш1ения коррозионной стойкости и улучшения растекаемости сплава по . поверхности стали, он дополнительно содержит олово, висмут, литий и порошок молибдена при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Сурьма

Олово

Висмут

Литий

Порошок

молибдена

Свинец

6,0-8,0 0,7-2,4 7,8-8,8 0,1-0,16

0,2-0,3 Остальное

Таблица 1

Изобретение относится к сплавам на основе свинца, используемым в качестве защитных покрытий металлических деталей, работающих в агрессивных жидкостях. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и улуч- шение растекаемости сплава по поверхности стали, что достигается дополнительным введением в сплав на основе свинца, олова, лития, висмута и порошка молибдена. Сплав на основе свинца содержит, мае. %: сурьма 6,0-8,0; олово 0,7-2,4; висмут 7,8-8,8; литий 0,1-0,16; порошок молибдена 0,2-0,3; свинец остальное. Сплав приготавливается методом порошковой металлургии и имеет следующие свойства: температура плавления 212-216 Cj растекаемость по поверхности стали 20 и 12 х 18Н9Т соответственно 138-146 мм и 127-134 мм ; скорость коррозии сплава в фосфорной кислоте (содержание 28%), в 10%-ной соляной кислоте и в 57%-ной серной кислоте при 25°С и скорости движения кислот 0,83 м/с (в течение 720 ч) соответственно равна 0,44 - 0,51; 0,17-0,22 и 0,09-0,16 . 2 табл. с б (Л

СплавСодержание компонентов, мае. %

Сурьма j Олово Висмут Литий Порошок Свинец

молибдена

Предложенный 162,4 8,80,160,3Остальное

271,3 8,10,130,25То же

380,7 7,80,10,2- - Известный 410.

Таблица 2

Сплав Темпера- РастекаемостьСкорость коррозии сплава г/м.ч тура сплава, растворах кислот плавления, с по ста- по .ста-Фосфор- Соляной Серной ли 20 I линой 12Х18Н9Т

Предложенный 12121381270,510,190,12

22141461340,440,170,09

32161401320,470,220,16 Известный 4253-104911,170,720,37

Составитель Л.Шевелева Редактор И.Сегляник Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1319/26Тираж 576Подписное

ВНИИПИ Государственчого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101