Способ защиты стальных изделий от окисления Советский патент 1991 года по МПК C23C12/02 

Ё

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к предохранению металла от окисления при нагреве его перед обработкой давлением, и может быть использовано в машиностроительной промышленности. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости изделия. Цель достигается тем, что очистку и нанесение покрытия совмещают и осуществляют композицией следующего состава, мас.%: NACL 70

криолит 30, после чего наносят покрытие, мас.%: AL 20

FECR 20

AL₂O₃ - 30

CU 10

кокарбоксилметилцеллюлоза 20, а затем покрытие обрабатывают порошком мулитокоррунда с его расходом 0,3 - 0,4 кг/кг покрытия. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к предохранению металла от окисления при нагреве его перед обработкой давлением, и может быть использовано в машиностроительной промышленности.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости изделий.

Очистку и нанесение покрытия совмещают и осуществляют композицией следующего состава, мас.%:

NaCI60-80

Криолит20-40,

а затем наносят покрытие следующего состава, мас.%:

AI10-30

FeCr10-30

А12Оз20-40

Си5-15

Кокарбоксиметилцеллюлоза 15-25, после чего покрытие уплотняют порошком муллитокорунда с его расходом 0,3-0,4 кг/кг покрытия,

Обработка с использованием двух составов обусловлена тем, что при одновременной очистке поверхности композицией первого слоя происходит ее защита композицией второго слоя.

Введение хлористого натрия и криолита при очистке покрытия, играющих роль флюсующих элементов, обусловлено тем, что они способствуют хорошей смачиваемости поверхности металла, образованию шлака, предохраняющего металл от контакта с кислородом окружающей среды. При содержании хлористого натрия более 80% он из-за небольшой температуры плавления легко растекается по поверхности металла и, не

Os

С

о

(Я

VI ел

используясь, полностью приводит к неоправданному перерасходу материала. При Содержании его меньше 60% поверхность металлического изделия не полностью очищается от первичной окалины. Композиция NaCI - 70% и криолит - 30% является оптимальным составом для использования ее в качестве флюса при пайке алюминия.

Порошки феррохрома и алюминия, введенные в композицию для I слоя покрытия являются источниками активных атомов хрома и алюминия, непосредственно участвующих в формировании диффузионного слоя. Введение алюминия менее 10% оказывается недостаточным для формирования из него защитного слоя. При содержании его излишек выгорает, не оказывая влияния на формирование защитного слоя покрытия.

Избыток приводит к тому, что после нагрева затруднено удаление непрореагировавших компонентов покрытия, При введении FeCri1Q% его оказывается недостаточно для формирования диффузионного слоя.

Окись алюминия является инертной добавкой и служит для. предотвращения спекания рабочей смеем и приваривания ее частичек к насыщаемой поверхности. Введение окиси алюминия менее 20% недостаточно для выполнения указанной функции. При содержании более 40% инертная добавка препятствует формированию диффузионного защитного слоя. Медь, расплавляясь, растекается по поверхности металла, смачивает ее, способствуя равномерному распределению защитного покрытия.

Содержания Си ниже 5% недостаточно для полного покрытия поверхности металла, при содержании более 15% образуется слой меди большей толщины, который в дальнейшем может отделиться от металлической подложки.

Кокарбоксиметилцеллюлоза играет роль связующего. При содержании 15% растворенной кокарбокеиметилцеллюлозы композиция защитного покрытия недостаточно жидкотекуча. При введении связующего 25% консистенция защитного покрытия не позволяет нанести его слоем необходимой толщины.

Известно, что алюминий имеет большое сродство к кислороду и при температурах эьзше 900°С выгорает, В связи с этим покрытие уплотняют порошком муллитокорунда, защищающим алюминий от выгорания При содержании муллитокорунда более 0,4 кг/кг покрытия толщина его становится такой, что

нарушается его технологичность. При содержании муллитокорунда 0,3 кг/кг покрытия последнее оказывается недостаточно плотным и не выполняет защитной функции.

П р и м е р. В идентичных условиях лаборатории кафедры ТАМП был проведен сопоставительный анализ качества поверхности образцов колесной стали, обработан0 ных по предлагаемому способу и способу-прототипу.

Испытания проводили следующим образом. Образцы нагревали в камерной печи до 950°С в атмосфере воздуха в течение 1,5

5 ч для образования на них окалины. Затем образцы охлаждали и на охлажденные образцы наносили покрытия по способу-прототипу и предлагаемому способу. Результаты исследований проводились пу0 тем измерения стационарного потенциала относительно хлор-серебряного электрода в 3%-м растворе хлористого натрия.

Результаты измерений показали, что образцы из дисков колес, которые до посад5 км в печь покрывались предлагаемым двухслойным покрытием, предотвращающим образование окалины при нагреве колес под термообработку, имеют потенциал ЕСт -520 - 480 м. Образцы из тех же дисков

0 колес, но с обычной поверхностью имеют

Ест 61 Ом.

Образцы с покрытием по прототипу имели Ест -580-540м.

Таким образом, при нанесзнии покры- 5 тия по заявленному способу создается поверхность, обладающая защитным противокоррозионным эффектом. Формула изобретения Способ защиты стальных изделий от 0 окисления, включающий их очистку от окалины и нанесения защитного покрытия из состава, содержащего алюминий, медь и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стой- 5 кости изделий, очистку ведут нанесением покрытия, содержащего хлористый натрий и криолит, при следующем соотношении компонентов, мас,%:

NaCI60-80

0Криолит20-40

а нанесение защитного покрытия ведут из состава, дополнительно содержащего феррохром и карбоксиметилцеллюлозу, растворенную в воде в соотношении 1:2, при 5 следующем соотношении компонентов, мас.%:

AI10-30

Fed10-30

А 20з20-40

Си5-15

Карбоксиметилцеллюлоза, растворенная в воде 1:215-25

1 80 20 10 fO

20

70

30 20 20

30 10

а затем покрытие обрабатывают порошком муллитокорунда с его расходом 0,3-0,4 кг/кг покрытия.

0,35 Избыток низкой

стекловидной

фазы 0,35 Плотный слой эв1цитного покрытия 0,35 Защитное покрытие

отслаивается 0,35 Избыток стекло видной фазы 0,35 Заиитиое покрытие

неплотное 0,5 Большая толщина

покрытия, нарушает ся технологичность

нанесения 0,4 Большая толщина

покрытия, нарушает ся технологичность

нанесения