Состав покрытия для защиты металла от окисления при нагреве и способ приготовления покрытия Советский патент 1993 года по МПК C21D1/70 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты металлов от окисления при высокотемпературном нагреве под деформирующие операции или термообработку.

Известен состав для защиты поверхности металла от окисления при высокотемпературном нагреве, содержащий кремнийорганический полимер, органический растворитель, алюминиевую пудру и графит при определённом их соотношении. Однако данный состав содержит органический растворитель - экологически вредное вещество (Справочник Охрана-окружающей среды, изд-во Судостроение, Ленинград, 1978, С.423).

Наиболее близким по технической сущности является состав для защиты металлов от высокотемпературного окисления, содержащий борный ангидрид, карборунд, эпок- сидную смолу, канифоль, органический растворитель.

Недостатком покрытия является обязательное наличие органического растворителя - экологически вредного вещества. Способ приготовления этого покрытия следующий: борный ангидрид и карборунд смешивают, затем добавляют эпоксидную смолу и насыщенный раствор канифоли в растворители. Непосредственно перед нанесением состав дополнительно разбавляют растворителем.

Целью изобретения является улучшение экологии производства покрытия и технологии его нанесения за счет устранения экологически вредного растворителя и замены его другими веществами, которые в нагретом состоянии могут выполнять ряд функций, в том числе и функцию растворителя.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, содержащий блочный ангидрид, карборунд и канифоль, дополнительно вводят севилен и пластификатор ПП при следующем соотношении компонентов, мае. %:

(Л

С

XI 00

сх to

NJ

Борный ангидрид18-25

Карборунд28-30

Севилен19-21

Пластификатор ППОстальное

При этом при приготовлении покрытия смесь компонентов канифоли, севилена и пластификатора ПП нагревают до 130- 160°С, затем в эту смесь добавляют борный ангйдри д и карборунд, смесь перешивают, поддержания температуру в указанном ин- тервалё темгюратур.

Защищаемый этим покрытием металла - титан (ВТЗ-1, ВТ-8, ВТ-9, ВТ-20), сталь (ЭИ961). В приведенном примере в качестве объекта, на который наносится покрытие использованы сталь ЭИ961.

Качественные характеристики севилена и пластификатора ПП,

Севилен (СЭП-15) - сополимер этилена с поливинилхлоридом, пленкообразова- тель, увеличивает адгезию покрытия к металлу. Прочность при растяжении 17-35 мН/м2, относительное удлинение при разрыве- 100-500, прочность при продавлива- нии - 2 мН/м2 (Энциклопедия полимеров, т.2, с.650. 651, Изд-во Советская энциклопедия, М., 1974). : .

. Пластификатор - вещество, вводимое в полимер с целью придания ему большей эластичности или пластичности и адгезии. (Энциклопедия полимеров, т.2, с.620. Изд- во Советская энциклопедия, М., 1974.).

Функция компонентов предложенного покрытия:

борный ангидрид при нагреве является ; травителем металла, в совокупности заявленных компонентов является к тому же и растворителем;

карборунд - огнеупорный наполнитель покрытия, предохраняет металл от окисле- ния; . ;-. :./ .-;-,. . канифоль - травитель, в нагретом виде - растворитель;,

еевилен в нагретом виде является жидким, связующим компонентов покрытия, увеличивает его адгезию к металлу, защищает металл от окисления;

пластификатор ПП в нагретом виде является растворителем и связующим покрытия, обеспечивает его.пленкообразующую способность и защищает металл от окисления.

П р и м е р. Состав покрытия для защиты металлов от высокотемпературного окисления при высокотемпературном нагреве заготовок под деформирующие операции (штамповку) или термообработку содержит компоненты в следующем процентном соотношении:

Борный ангидрид Карборунд Канифоль Севилен Пластификатор ПП

20, 30, 25, 20, 5.

Приготовление состава покрытия осуществляется следующим образом. Смесь канифоли, севилена и пластификатора нагревают до 130-160°С и поддерживают в

0 нагретом состоянии, Затем в эту смесь вводят порошки борного ангидрида и карборунда в указанном соотношении и смесь перемешивают. Поддерживая покрытие в расплавленном состоянии путем непрерыв5 ного подогрева, в него опускают металлические заготовки, покрытие на которых затем подсушивают на воздухе в течение 30-40 мин, После полного высушивания покрытия заготовки помещают в печи и выдерживают

0 в течение 30 мин при 1000°С.

Металлографическое исследование проводили на шлифах при увеличении 200 ед.

Температуру нагрева компонентов севилена, пластификатора и канифоли опре5 делали опытным путем, исходя из того, что еевилен плавится при 130-150°С, пластификатор при 1Ю°С, канифоль при 100-140°С. Верхний предел 160°С был выбран по технологическим соображениям: превышение

0 температуры приводит к стеканию покрытия с металл а, при уменьшении ниже 130°С смесь густая и неравномерно наносится на металл.

Отработка интервала процентного соот5 ношения всех компонентов покрытия проводилась на ЭВМ ЕС 1022 по планам Шеффе. Найденные составы покрытий проверялись экспериментально. Критерием качества покрытия была выбрана глубина

0 окисленного слоя.v

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Ингредиенты таблицы: 2 - борный ангидрид; 3 - карборунд; 4 - канифоль; 5 5 еевилен; 6 - пластификатор ПП.

Как видно из приведенного, превышение верхнего предела составляющих и снижение ниже нижнего предела ведет к потере качества защиты.

0 - :-,: .-,.--.. ..

Формула изобретения 1. Состав покрытия для защиты металла от окисления при нагреве, содержащий борный ангидрид, карборунд, канифоль, евязу- 5 ющее и растворитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения экологии производства, в качестве связующего и растворителя он содержит еевилен и пластификатор ПП при следующем соотношении компонентов, мае. %:

18-25; 28-30;

24-26;

19-21;

Остальное.

2. Способ приготовления покрытия.

в определенном соотношении, отличающийся тем,, что предварительно смесь канифоли, севилена и пластификатора ПП нагревают до 130-160°С, затем в данную смесь вводят борный ангидрид и карборунд, поддерживая температуру в указанном ин

Сущность изобретения: покрытие для защиты металла от окисления при нагреве содержит, мае. % 18-25борного ангидрида; 28-30 карборунда; 24-26 канифоли; 19-21 севиле- на;остальное пластификатор ПП. Смесь канифоли, севилена и пластификатора ПП нагревают до 130-160°С. Поддерживая температуру -в указанном интервале, в смесь вводят борный ангидрид и карборунд и перемешивают. 1 табл.

.включающий перемешивание компонентов тервале.