Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла Советский патент 1989 года по МПК B23K35/36 

1

(21)4184815/31-27

(22)23.01.87

(46) 30. 12,89. Бюл. № 48

(71)Краматорский индустриальный институт

(72)В.Т.Катренко, Л.Л.Кузнецов, В.Д.Кассов и В.П.Рязанцев

(53)621.791.04 (088.8)

(56)Лвторское свидетельство СССР № 280209, кл. В 23 К 35/368, 1969.

Павлюк С.К. и др. Загдита поверхности металла от налипания брызг при сварке. - Сварочное производство, 1971, № 5, с. 49.

(54)СОСТЛВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗЛЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТ НЛЛИПЛНИЯ БРЫЗГ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

(57)Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, применяемых преимущественно при вибродуговой наплавке. Цель изобретенияИзобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, применяемых преимущественно при вибродуговой наплавке.

Целью изобретения является повыще- ние защитных свойств покрытия в условиях вибродуговой наплавки.

Ваграночная пыль - неорганический, недефицитный материал, являющийся отповышение защитных свойств покрытия в условиях вибродуговой наплавки. Состав содержит следующие компоненты, мас,%: обезжелезенный циркон 10-15; кубовые остатки производства хлорсиланов 5-7; этиловый спирт 12-, 15; ваграночная пыль - остальное. Введение обезжелезенного циркона и ваграночной пыли повышает жаростойкость покрытия. Использование кубовых остатков производства хлорсиланов и этилового спирта снижает водо- поглотительную способность покрытия. Это обусловлено тем, что за счет экранирования поверхности покрытия органическими радикалами Si-R происходит соединение полимерных цепей между собой с образова.ием водоотталкивающей пленки. Образование гидрофобной, водоотталкивающей пленки позволяет эффективно использовать данное покрытие в условиях вибродуговой наплавки в струе охлаждающей жидкости. 2 табл.

г

СО

ходом производства при наплавке чугуна в вагранках. Ваграночная пыль имеет следующий химический состав, мас.%:

CaO.MgO8,0-12,7

AlgOj1,5 - 2,8

FeO-Fe Oj23,3 - 36,0

С32,6 - 44,1

SiCgОстальное

Медианный диаметр частиц пыли 150 - 230 мкм. Плотность составляет 2,42 - 2,82 кг/мз.

СП

СО ts9 ISD СП

Кубовые остатки производства хлорсиланов являются также отходом производства и представляют собой жидкость, которую после нейтрализации выбрасывают в отвал, что загрязняет экологию окружающей среды.

Этиловый спирт широко используют как антифриз в производстRnCl-Si-CH-C H OH+H OCl

ве синтетических волокон, пластических масс, красителей и др. В данном случае этиловый спирт используют для этерификации кубовых остатков производства хлорсилонов. В результате этерификации и последующей конденсации образуется соединение по

следующей схеме:

I

тНьоГ-БгО- C H -i-HClt ОН

Изобретение относится к сварке, в частности, к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, применяемых преимущественно при вибродуговой наплавке. Цель изобретения - повышение защитных свойств покрытия в условиях вибродуговой наплавки. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: обезжелезенный циркон 10 - 15

кубовые остатки производства хлорсиланов 5 - 7

этиловый спирт 12 - 15

ваграночная пыль - остальное. Введение обезжелезенного циркона и ваграночной пыли повышает жаростойкость покрытия. Использование кубовых остатков производства хлорсиланов и этилового спирта снижает водопоглотительную способность покрытия. Это обусловлено тем, что за счет экранирования поверхности покрытия органическими радикалами SI - R происходит соединение полимерных цепей между собой с образованием водоотталкивающей пленки. Образование гидрофобной, водоотталкивающей пленки позволяет эффективно использовать данное покрытие в условиях вибродуговой наплавки в струе охлаждающей жидкости. 2 табл.

где., . и др., - 14.

Обезжелезенный циркон использован для повышения жаростойкости покрытия. Ваграночная пыль и обезжелезенный циркон вводят в состав покрытия в качестве наполнителя. Использование кубовых остатков производства хлорсиланов и этилового спирта снижает водопоглотительную способность напол- нителя в 28 - 30 раз. Это обусловлено наличием в продуктах этерификации

. I .

о/ о- 1-о- Я Ш . сУн; о-н;

ЙН) -pHJ ЙН//// i ///// I 7777 I ////

Me Ие Не

Образование гидрофобной, водоотталкивающей пленки позволяет эффективно использовать данное покрытие в условиях вибродуговой наплавки в струе жидкости.

Кроме того, значительно повьщ1ает ся термостойкость покрытия при введении указанных ингредиентов, что с одной стороны, связано с высоким содержанием углерода (до 44,1%) в ваграночной пыли, а с другой стороны за счет образования при контакте с каплями расплавленного металла комплексных тугоплавких соединений, препятствующих непосредственному контактированию расплавленного металла комплексных тугоплавких соединений, препятствующих непосредственному контактированию расплавленнго металла с обрабатываемой поверхактивных атомов водорода, связанных с атомом кремния. Эти связи способны реагировать с гидроксильными группами поверхнотси обезжелезенного циркона и ваграночной пылн с выделением водорода. При этом за счет экранирования поверхности органическими радикалами Si-R происходит сшивка полимерных цепей между собой с образованием водоотталкивающей пленки по схеме

Si Si Si. Cr I 0 I 0- I

000

Me

////

Till

Me

ностью, что в совокупности и повышает стойкость покрытия разрушающему воздействию капель расплавленного электродного металла.

Кубовые остатки производства хлор- 5 силанов и этиловый спирт введены в состав покрытия на стадии его приготовления, после нанесения на поверхность защищаемого металла и последующей полимеризации обеспечивают хоро- щие адгезионные и когезионные свойства покрытия.

Сочетание ваграночной пьши и обезжелезенного циркона в указанных процентных соотношениях обеспечивают наибольшую термостойкость покрытия. При введении вместо ваграночной пыли в состав покрытия графита в том же количестве приводит к науглероживанию металла шпа, что снижает его ка5

чество и не позволяет получить покрытие с достаточно высокими термостойкими свойствами, так как не образуются комплексные тугоплавкие соединения.

Введение в состав покрытия кубовых остатков производства хлорсиланов и этилового спирта наиболее целесообразно в диапазонах 5 - 7 и 12 - 15 мас.% соответственно. .При меньшем содержании кубовых остатков производства хлорсиланов, например А мас.% покрытие не обладает достаточной прочностью и укрывистостью. Меньшее содержание этилового спирта, например 10 мас.% не обеспечивает требуемого качества нанесенного покрытия. Содержание кубовьпс составов выше 7 мас.%, например 8 мас.%, приводит к порообразованию в металле сварного шва в результате насыщения ванны газами, образующихся при декструкции органической составляющей. Введение ваграночной пыли ниже указанного диапазона приводит к повышению содержания в покрытии циркона, что удорожает его.

Конкретные составы покрытия представлены в табл.1.

Состав покрытия готовят в следующей последовательности.

Вначале кубовые остатки производства хлорсиланов этифицируют этиловым спиртом. В полученную жидкость при непрерывном перемешивании добавляют обезжелезенный циркон и ваграночную пыль в оговоренных выше количествах до получения однородной смеси. Полученную пасту с помощью кисти наносят на защищаемые поверхности и просушивают в течение 25 - 30 мин, после чего производят наплавку.

Оценка свойств покрытий, приготовленных составом 1-5, была проведена при вибродуговой наплавке в струе жидкости. Наплавку осуществляли вибродуговой головкой оке 6569. С целью настраивания сварочной цели на оптимальные переходные процессы наплавки в сварочную цепь включали последовательно 8 витков реактивной катушки дросселя РСТЭ-34. В качестве источника тока использовали свароч

ный преобразователь ПСГ-500. Наппав- ку осуществляли на обратной полярности тока. В качестве электродной проволоки использовали проволоку Св08 диаметром 2 мм. Вибродуговую наплавку осуществляли в следующем диапазоне режимов: сварочньп1 ток 100 - 130 А, напряжение на дуге 16-20 В, индуктивность (0,5-0,7)х10 Гн, вылет электрода 10 мм, амплитуда вибрации 1,5 мм, расход охлаждающей жидкости 0,8-1,0 л/мин. Использована: охлаждающая жидкость следующего сос- тава, мас.%:

Подмыльный щелок 40

Вода60

Определяли массу трудноудаляемьгх брызг (удаляемых стальной щеткой или зубилом) от их общего количества, а также качество наносимых покрытий (подтеки, наплывы, залысины) и качество металла шва (наличие пор). Б тех условиях испытывали известный состав покрытия - кремнийорганичес- кую жидкость ГКЖ-94.

Полученные результаты испытаний сведены в табл,2.

Пре/щагаемые составы покрытия 2 - 4 позволяют повысить их защитные

свойства в условиях вибродуговой наплавки по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла на основе органического связующего, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения защитных свойств в условиях вибродуговой наплавки, он дополнительно содержит обезжелезенный циркон и ваграночную пьшь, а в качестве органического связующего введены кубовые остатки производства хлорсиланов и этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Обезжелезенный

циркон

Кубовые остатки

производства

хлорсиланов

Этиловый

спирт

Ваграночная пыль

10 - 15

5-7

12 - 15 Остальное

Таблица 1

Таблица2