Покрытие для защиты металлов отОКиСлЕНия пРи НАгРЕВЕ Советский патент 1981 года по МПК C21D1/70 

(54) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ Известен способ защиты внутренней полости стальных заготовок от окисления при нагреве путем введения в нее увеличивающегося в объ еме, но не плавящегося при температуре нагрева вещества, например вермикулита . Недостатком спосрба является отсутствие защиты наружной поверх«ости стсшьных заготовок. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является покрытие з, состоящее из глины, воды и хлористого аммония при следующем соотношении компонентов, вес.%: Глина (бетонит) 40-60 Хлористый аммоний 5-15 Вода25-55 Однако у покрытия низкие защитные свойства. Это обусловлено нали чием в его составе хлористого аммо ния, который при нагреве ухудшает адгезионные свойства покрытия, спо ствуя растрескиванию его и откалыв нию от металлической поверхности. Кроме того, хлористый аммоний при нагреве разлагается, загрязняя .атмосферу цеха, тем самым ухудшаются условия труда рабочих. Цель изобретения - повышение за щитных свойств покрытия. Поставленная цель достигается .тем, что защитное покрытие, включа ющее глину, хлористый аммоний и воду, дополнительно содержит шамот, вермикулит и хлористый цинк, а в качестве глины используется огнеупорная глина при следующем соотношении компонентов, вес.%: 24,0-32,0 Вермикулит 18,0-24,0 Огнеупорная 18,0-24,0 глина 1,0-2,0 Хлористый цинк Остальное Вода Для приготовления предложенного покрытия используют вермикулит Ковдорского месторождения следующего химического состава, %: Si 02 38,62; TiOo 0,8; MgO 25,35; 1,15; KjO 5,47 А120з 12,5; РвгОз 6,29; FeO 0,62;eaO 0,42, свободной воды 5,1-3 . (потери при прокаливании 4,0); глину огнеупорную Часовярского месторождения, %: S iOj 56,04 jAljOg 32,61 Ti02 1,45; CaO 2,53; MgO 0,83; KjO 2,65; N3200,62 (потери при прокаливании 1,64); шамот, следующего химического состава, %: 510254,0; 46,0. Вермикулит, огнеупорную глину и шамот измельчают до крупности частиц 0,08 мм, затем добавляют хлористый цинк, тщательно перемешивают и вводят воду. Приготовленные составы приведены в табл. 1. .

Указанные составы иопытывают в лабораторных условиях на образцах из стсши 45Х. Образцы предварительно обезжиривают окисью магния, вы.сушивают и покрывают, шликером исследуемых составов методом окунания. Затем образцы помещают в печь с сырым

Таблица 1

покрытием при и нагревают печь до , а затем выдерживают при этой температуре в течение 4ч.

/

Сравнительные данные по испытанию: защитных покрытий приведены в табл. 2.

Шликер наносится слоем 3 мм. При садке в печь вскипает. Имеются незначительные трещины. Хорошо удерживается на поверхности образ Не дымит.

Шликер наносится на Образцы слоем 1,5-2 мм. При посадке в Печь вскипает и хорошо прихватывается к поверхности рбразцов. При длительном нагреве хорошо удерживается на поверхности. Не растрескиваетс и не откалывается. При выемке образцов из печи покрытие снимается коркс й при механическом воздействии. Не дымит.

Шликер наносится тонким слоем 0,5-1,0 мм, при посадке в печь вскипает, имеются незначительные прогары по кромкам образцов. На поверхности образцов покрытие удерживается хорошо . Не дымит.

Шликер вскипает и растрескивается. Происходит интенсивное выделение хлора за счет разложения хлористого аммония. Неприятный резкий запах. Покрытие частично отваливается от образцов, поэтому металл окисляется. При длительном нагреве образцов покрытие рыхлое, осыпается с их поверхности. Примечание. Температура нагрева выдержки образцов в печи - 4 ч.

Как видно из табл. 2, при посадке в печь образцов, покрытых предлагаемым защитным покрытием, оно вскипаети хорошо приваривается к поверхности образцов. Не пучится, не растрескивается и не откалывается от поверхности образцов при нагрве. После нагрева покрытие удаляется с поверхности мет.алла путем механического воздействия (незначительного нажатия на покрытие). Под покрытием имеется незначительное количество рыхлой окалины, которая образуется до начала спекания покрытия за счет проникновения кислорода через поры покрытия к поверности металла.

Разработанный состав- защитного покрытия не разлагается при нагреве и не выделяет газообразных веществ, не взаимодействует с защищаемым металлом, не токсичен. Состав полТаблица 2

Под покрытием незначительный слой окислов, образовавшихся из-за диффузии кислорода через трепины в покрытии.

Под покрытием металл не окислен. Покрытие защищает . полностью металл от окисления.

Из-за тонкого слоя покрытия образуются прогары-по кромкам образцов, поэтому и происходит окисление металла в этих местах.

Под рыхлым слоем покрытия толстый слой твердой окалины.

Покрытие не защищает металл от окисления.

ностью защищает углеродистую сталь от окисления в течение 4 ч.

При посадке в печь образцов, покрытых предлагаемым покрытием, покрытие вскипает и растрескивается, интенсивно дымит, выделяется за счет разложения NH4C-1, который имеет резкий неприятный запах. При выдержке образцов в печи покрытие частично откалывается от поверхности образцов, поэтому металл окисляется. После нагрева, при выемке образцов.из печи, покрытие рыхлое, под покрытием толстый слой твердой окалины. Покрытие не защищает металл от окисления.

Таким образом, применение предлагаемого покрытия по сравнению с известным позволяет повысить защитные свойства покрытия, как адгезионные, так и жаропрочные. Кроме того, при использовании предлагаемого покрытия исключается загрязнение атмосферы цеха. образцов - 1100 С. Время Формула изобретения Покрытие для защиты металлов от ния при нагреве, содержащее глину и ду, отличающееся тем что, с целью повышения защитных свойств, оно дополнительно содерж ве о1кулит, шамот и хлористый ци а в качестве глины - огнеупорную глину при следующем соотношении понентов, вес%: 24,0-32,0 Вермикулит 18,0-24,0 Огнеупорная 18,0-24,О 1,0-2,0 Хлористый цинк Остальное Источники информации, нятые .во внимание при экспертизе 1.Ангервакс А.И. Применение стедля смазок при горячей обработметаллов и сплавов давлением. . , ЛДНТП, 1965, с, 24. « 2.Авторское свидетельство СССР 558011, кл. С 03 С 7/04, 1977. 3.Патент С1ЧА № 3203815, . 106-49, 1965. 4.Авторское свидетельство СССР 360379, кл. С 21 D 1/68, 1971. 5.Авторское свидетельство СССР 309960, кл. С 21 D .1/68, 1970.