Состав стержня тиглеографа для нанесения огнеупорных надписей Советский патент 1982 года по МПК C09D13/00 

ОКИСЬ магния7,5-13,2

Окись алюминия 3,0-8,0 Окись бора3,0-5,0

ВодаОстальное

Указанные компоненты в состав тиглеографа вводят с применением .химически чистых или технических per иктивов. Двуокись кремния используют ттцательно МОЛОТБЛИ, просеянным через сито (20-200 меш/см марки ЧДА или .технический) .

С применением алебастра и других указан -гых компонентов образуется масса, которая не выгорает при высоких температурах (до 10.00°С) с металлических поверхностей s течение продолжительного времени ае менее 30 мин, при ) и дает возможность маркировать такие металлические детали, заготовки и т.д., которые обрабатываются или обжигаются при высоких температурах.

Вместе с тем, данная композиция компонентов дает возможность изгото вить мягкий (с твердостью по шкале Мооса порядка 1,5) или твердый (с коэффициентом твердости 3) тиглеограф, что, в свою очередь, обеспечивает Bf.icoKyro адгезшо тиглеографа к металлическим поверхностям и существенно упрощает нанесение надписей на указанные поверхности.

Изготовляют тиглеограф по следующей технологии: молотые порошки окси яов магния, алюминия, кремния, бора а также алебастра ( Н2О) .тщательно перемешивают, обрабатываЕот водой до такой консистенции, когда полученную массу возможно заливать в специальные металлические формы. Пз-эа того, что алебастр быстро твердеет/ вторичное технологическое перемешивание следует проводить быстро и закончить в течение нескольких минут. Перемешанную массу заливают в специальные формы и сушат при 20-бОС в течение 8-24 ч. Изготовленные таким образом .тиглеографы готовы к применению.

При изготовлении тиглеографа следует предусматривать некоторые мо менты технологического процесса,связанные с превращениями алебастра во время обработки массы тиглеографа водой и при последующей сушке, а также при применении карандаша при высоких температурах.

Алебастр получают путем термической обработки минерала гипса (водная сернокислая соль кальция ) при 120-190 С. Если термообработку производить при норма1 ьном (атмосферном) давлении, то образуется /ь-полугидрат - порошок обладающий поBuiiieHHoft водопоглощаемостью при твердении (60-65%) с удельньлм весом 2,67-2,68, р -полугидрат является основной составной частью алебастра.

При термообработке гипса под давлением (1,3 атм) образуется сС-полугидрит - вещество кристаллического строения, с удельным весом 2,722,73, отличающийся пониженной водопоглощаемостью при твердении, чтб обеспечивает его повышенную прочность. При обработке массы шихты данного тиглеографа водой, алебастр (,5 - полуводный гипс) присоединяет воду по реакции; 2CaS04j 0,5Н20 + ЗН20- 2CaSO - 2Н20 . После присоединения воды алебастр гидротируется - твердеет и вновь переходит в кристаллический двуводный гипс. Остальные компоненты шихты тиглеографа никаким химическим превращениям не подвергаются. 3 результате пересыщения водой раствор частично переходит в коллоидное состояние. По мере испарения избытка воды при сушке происходит кристаллизация . двуводного гипса, всЛедствиё этого масса становится более густоТ и теряет подвижность. Залитая в формы масса тиглеографа приобретает твер- дость, но в ней остается вода, которая химически связана с алебастром.

При температурах выше 180°С в массе тиглеографа вновь может образоваться алебастр, а при 350°С появляется нерастворимая форма безводного CaSO - т.-н. ангидрит. Выше 500°С образующийся нерастворимый безводный CaSO воду уже не присоединяет и может взаимодействовать с другими компонентами тиглеографа (например с ). При температуре выше 900°С могут образоваться основные соли состава (т.н. гидравлический гипс), .Но при этих температурах образуется сложный продукт взаимодействия алебастра и оксидов, входящих в состав тиглеографа, который вжигается в поверхность металла и дает четкие опечатки белого цвета.

Тиглеограф можно применять для нанесения огнеупорных надписей на металлические поверхности, не выгорающие при высоких температурах (до ) в течение продолжительного времени.(не менее 0,5 ч, например, при ЭбО-С. Надписи наносятся при .незначительных усилиях (порядка 25 н/.см) .

Пример. 1, Изготовляется огнеупорный тиглеограф следующего состава, вес,%: CaS04-0,5 Н2О 52,4, MgO 7,5, AljOj 3, SiOg 25,0, 3, 9,1. Молотые оксиды магния, алюминия, кремния, бора,- а также алебастра (CaSO/j-i/2 ) тщательно перемешивают, в дальнейшем добавляют воду (до 0,4 кг, или 0,4 л) и полученную смесь ВНОВЬ тщательно и быстро (в течение 2-5 мин).перемешивают. Указанную массу заливают в металлические формы, например диаметром 15 мм и длиной 100 мм и сушат при 25°и течение 24 ч. Полученный тиглеограф готов к употреблению. Нанесенные при незначительном усилии (2 н/см) тиглеографом надписи на .стгшьные поверхности характеризуются белым цветом, после нагрева при они сохраняются в течение 0,5 ч и не меняются при следующем охлаждении метгшла до комнатной температуры в течение 3-24 ч. Четкость .надписи относительно известного сос(тава выгие возрастает на 20%, светоотражение на 15%. Лдгезия возрастает в 1,5 раза, а усиление для нанесения надписи уменьшается на 100-200%. Пример 2. Изготовляют огнеупорный т Гглеограф следующего соста ва,вес.%: CaS04-0,5 HjO 62,8, MgO 10,5, 3,5, S10 7,9, 3,5, 11,8. Первоначально тщательно перемешивают оксиды магния . алюминия, кремния, бора, а также алебастр (CaS04-0,5 HjO), затем добавляют воду (до 0,5 л) до получе ния жидко-текучей массы и полученную смесь вновь тщательно и быстро (в.течение 2-5 мин) перемешивают. Указан ную массу заливсцот в металлическую форму, например диаметром 15 мм и длиной 100 мм, сушат при в течение 8 ч, сухой тиглеограф обвертывают металлической фольгой, а также в случае необходимости нанесения тонких надписей, подтачивгиот с краев. Нанесенные тиглеографом на стгшь ные поверхности надписи после нагрева до не выгорают в течение 1 ч и сохраняются без изменения при последующем охлаждении металла до комнатной температуры в течение 24 ч. Четкость нгщписи вьлие 800С относительно известного состава возрастает на 25%, светоотргикение на 20%. Адгезия данного тивлеографа к металлическим поверхностям возрастает в 1,5 раза, а усилив для нанесения надписей уменьшается в 2 раза. П р и м е р 3. Изготовляют огнеупорный тиглеограф следуквдего состава, вес.%: ,5 HjO 55,6, MgQ 13,2, AtjO 8, SlOi 7,9, 5 10,2. Смесь молотых оксидов магния, алюминия, кремния, бора, и алебастра (CaS04-0,5 Н,0) тщательно перемешивгиот и заливгиот водой (до 0,5 л) до получения жидко-текучей массы, которую тщательно перемешивают в течение 2-5 мин, переносят в металлические и сушат при температуре окружающей среды в течекие 24 ч. Отвердевшие пористые тиглеографы пригодны для нанесения огнеупорных надписей при усилии 5 н/см. Нанесенные тиглеографом надписи на стальные, поверхности при не выгорают в течение 2-х ч и сохраняются без изменения. При последующем охлаждении металла до комнатной температуры в течение 24 ч, четкость надписей возрастает на 30%, а светоотражение в видимой части спектра на 25%. Время выдерживания надписей, сделанных данных тиглеографом, при высоких температурах, относительно известного, увеличивается на 1QO200%, в 1,5-2 раза увеличивается адгезия к поверхности металла, на 100-200% понижается величина усилия, необходимая для нанесения надписей, на 15-30% увеличивается четкость надписи и на 15-25% светоотражение надписей в видимой части спектра при Температурах вмие . Твердость данного тиглеографа по шкале Мооса лежит в пределах 2,5-3,5. Относительно стеклографа Cl предлагаемый тиглеограф характеризуется следующими преимуществами; нанесенные стеклографом надписи полностью исчезают или остаются в виде нечетких отпечатков при температурах 400- 500°С. Нсщписи нанесенные предлагаемым тиглеографом остаются четкими до температуры , четкость надписей увеличивается на 40-90%, стеклографом надписи наносятся при усилии 10-30 н/см, предлагаемым тиглеографом - при усилии 2-5 н/см, стирание надписи, нанесенного стеклографом . происходит за 0,1-0,3 ч при полировке поверхности метал/{а крокусом на станке ДРШ-200 под давлением 0,30,9 н/ст при использовании предлагаемого тиглеографа указанное время составляет 0,5-0,8 ч. Предлагаемый тиглеограф изготавливается из материалов выпускаемых промышленностью. Получение белых четких надписей на металлические поверхности, не выгорающих при длительном выдерживании металлических заготовок или изделий при высоких температурах, а так же существенное увеличение адгезии материала тиглеографа к поверхности металла, снижение усилий при нанесении надписей гарантируют получение значительного экономического эффекта при его использовании. В таблице представлены данные по свойствам предлагаемого карандаша (тиглеографа) в сравнении с известным. Огнестойкость тиглеогра фа наименьшее время сох нения четкой надписи на металлической поверхности, при Максимальная температура сохранения четкой надписи на металлической поверхности, С Коэффициент твердости (по шкале Мооса) Давление при нанесении надписей, н/см Адгезия Надписей к поверхности металла (для мягкого тиглеографа); время стирания надписей при полировке поверхности металла крокусом на станке ДРШ-200 под давлением 0,3-0,9 н/см, Ч-

Таким образом, нанесенное тиглёографом надписи на стальник поверхности не выгорают при 980°С и сохраняются в виде белой четкой надписи в течение 0,5 ч (в известном надпись выгорает при ) , при в течение 1 ч, при - в течение 2-3-х ч в известном серебристый цвет надписи переходит в черный).Ниже 800°С нанесенные тиглеографом надписи практически не выгорают, йдгезия данного тиглеографа к металлическим поверхностям, увеличена в 1,5-2 раза и надписи прризводя.тся пр незначительном усилии (порядка 26 н/смЯ в .случае предлагаемого тигле ографа и до десяти н/см.поверхности известным тиглеографом). Надписи,нанесенные предлагаемым тиглеографом не стираются с поверхности металла при полировке на станке ДРШ-200 в течение о,5-0,8 ч под давлением 0,30,9 н/м. В известном в идентичных случаях, надписи стираются за 0,10,4 ч. Вместе с тем, в состав тиглеографа не входят вещества, которые выгорают при высокихТемпературах и поэтому надписи остаются четкими и после многократного нагревания метал-, лических поверхностей. Если до нанесенные известным тиглеографом надписи являются более четкими, то выше 800°С четкость надписей, нанесенных предлагаемым тиглеографом, возрастает на 20-30%, а светоотражение в видимой области спектра на 20-25%. Формула изобретения Состав стержня тиглеографа для нанесения огнеупорных надписей, включающий двуокись кремния, о т л и чающийся тем, что, с целью получения огнеупорных надписей на металлических поверхностях, стойких к длительному воздействию высоких температур и повышения адгезии к металлической поверхности, он дополнительно содержит алебастр CaS04 0,5 HjO, окисьмагния, окись алюминия, окись бора и воду при следующем соотношении компонентов, вес.%: 997358 Алебастр «,аъи4 гэ Hj,o5,4-62,8 Двуокись крем 7,9-25,0 Окись.магния7 5-13,2 Окись сшюми-5 иия3,0-8,0 Окись бора3,0-5,0 ВодаОстальное 110 Источники информаиии, принятые во вникание при экспертизе 1. Справочник химика, т.1. л., Химия, с. 1052. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке I 2902183/23-05, кл. С 09 О 13/00, 1980 (прототип).