Покрытие для защиты от окисления никеля и его сплавов Советский патент 1982 года по МПК C22F1/10 C21D1/68 

Изобретение относится к защитным покрытиям и может быть использовано для защиты от окисления никеля и никелевых сплавов при их высокотемпературном нагреве перед деформацией и при термообработке.

В процессе высокотемпературного нагрева никеля и сплавов на его основе происходит окисление поверхности и образуется значительное количество трудноудаляемой окалины.i Во избежание последнего на поверхность металла наносят защитное покрытие.

Известно защитное покрытие для никеля, состоящее из окиси хрома СГдО и окиси кремния SiOj- Сначала металл покрывают гальваническим способом тонким слоем хрома (до 1 мкм), а затем наносят водный раствор окиси кремния, стабилизированный щелочным металлом. После сушки проводят термообработку, в результате которой образуется покрытие зеленого цвета. Покрытие наносят для защиты металла (до 1200 С) от окисления при проведении операций горячей прокатки и вытяжки С1.

Однако это покрытие имеет ограниченные возможности практического

применения из-за высокой стоимости (в состав покрытия входит дорогостоящий и дефицитный хром).

Известно также для защиты никелевых сплавов огнеупорное стекловидное керамическое покрытие на основе стекла, содержащего, вес.%: окись кремния 25-35; окись бора 12-25; окись титана 15-25 и окись цинка

10 4,6 Г2. ,

Недостатком данного покрытия является также ограниченное его практическое применение из-за дефицитнос15ти составляющих компонентов, дороговизны их и необходимости организации трудоемкого специализированного производства стеклянной фритты, включающей операции подготовки сырье20вых материалов, их дозирования, смешивания, сплавления в специальных цтекловаренных печах при те.мпературе более , грануляции в воду, сушки, помола и т.д. Отсутствие

25 такого производства приводит к тому, что стеклянные покрытия в практике обработки металлов давлением не находят широкого применения и предпочтение. отдают покрытиям, содержащим

30 легкодоступные компоненты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является защнуно-смазочное покрытие для тру нодеформируемых сталей и сплавов на основе нефелинового концентрата с размером частиц более О,1-2,О мм в которое в качестве связки добавляют стекло (5-10) и воду СЗ Однако известно покрытие предназначено для защиты металла тольк в течение времени горячей деформации. При использовании его дляГзащ ты металла при высокотемпературном нагреве (или термообработке) оно сгорает и способствует усилению высокотемпературной коррозии нагре ваемого металла. Цель изобретения - обеспечение длительной защиты (до одного ч от окисления никеля и его сплавов при высокотемпературном нагревр (до 1230°С). . Поставленная цель достигаетЬя тем, что защитно-смазочное содержащее нефелиновый концент эат, жидкое стекло и воду, содержит литовый концентрат при следующем соотношении компонентов, вес.% Нефелиновый концентрат24,5-50,5 Датолитовый . концентрат21,5-38,5 Жидкое стекло 9,3-12,3 ВодаОстальное Нефелиновый концентрат является вторичной продукцией апатитового производства. Датолитовый концентрат является недефицитным продуктом переработк7-1 природных боросиликатов. Предлагаемое покрытие на изделия наносят шликером. Нефелиновый и дато 1Итовый концентраты предварительно измельчают до частиц размером менее 0,1 мм. Шликер для нанесения покрытия готовят, путем тщательного перемешивания расчетного количества компонентов до получения устойчивой суспензии. Полученный шликер наносят окунанием или кистью на -поверхность предварительно обезжиренных образцов. После сушки покрытия на.образцах при 110с их помещают в печь для высокотемпературного нагрева. Приготовлены и опробованы защитные покрытия, состав которых приведен в табл. 1 (содержание компонентов составов 1 и 5 выходит за предлагаемае граничные пределы). Таблица :

С целью сохранения консистенции шликера, обеспечивающей ей устойчивость, суммарное содержание центратов должно находиться в делах 63-72%. Поэтому максимальному содержанию нефелинового концен: рата, соответствует минимальное содержание датолитового концентрата,

Испытания составов покрытий

проводят на образцах размером 20x40x5 мм из никеля марки МП1А. Образцы обезжиривают окисью магния до полного смачивания поверхности водой, громыBcuoT в проточной воде и сушат на воздухе. Затем образцы окунанием покрывают шликерами и сушат при 11 (fС

После сушки производят осмотр образцов на отсутствие трещин и отслоений покрытий и образцы вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Качество защиты определяют визуально по состоянию поверхност охлажденных образцов, и по наличию прогаров на покрытии оценивают защитную способность покрытий.

60 Консистенцию шликера к определяют весовым методом в граммах сухого вещества на квадратный дециметр поверхности образца.

Результаты исследований приведены

65 в табл 2.

Из табл. 2 видно, что предлагаемые составы защитного покрытия обепечивают получение стабильной консистенции, сплошного покрытия, ине. ны по. от кошению к никелю и защищаю его от окисления (после удаления покрытия в щелочном расплаве при 400С следов окисления не отмечено

Использование составов 1 и 5, содержащих в количествах, выходах и за граничные пределы, не обеспеч вает получения устойчивой консисте ции суспензии, затрудняет равномер ное нанесение покрытия на образцы. В результате покрытие прогорает на кромках образцов.

Использование известного згицитн смазочнбго покрытия, несмотря на удовлетворительную консистенцию и сплошность покрытия, не обеспечива защиту никеля (покрытие сгорает и реагирует с металлом, а образцы окисляются). При этом для удаления окалины и остатков покрытия образц необходимо подвергать длительному травлению в плавиковой кислоте, крайне вредной для обслуживающего персонала.

Предлагаемое покрытие по сравне нию с известным имеет следующие преимущества.

Обеспечивается защита никеля и его сплавов при высокотемпературно нагреве до в течение 1 ч. Покрытие после обжига сплошное, бл тящее, полностью отсутствуют следы окисления в отличие от известного покрытия, по всей поверхности кото рого после обжига имеются проГары и продукты окисления (окгшина под

покрытием), Это удешевляет и -упрощает технологию горячей обработки никеля.

Улучшаются санитарно-гигиенические условия труда и техника безопасности, так как исключается выделение паров фтора (предлагаемое покрытие удаляется в щелочном расплаве, известное - в растворе плавиковой кислоты). -

Формула изобретения

Покрытие для защитыОТ окисления никеля и его сплавов, содержащее нефелиновый концентрат, жидкое стекло и воду, отличающееся тем, что, с целью обеспечения длительной защиты от окисления при высокотемпературном нагреве, оно содержит датолитовый концентрат при следуюцем соотношении компонентов, вес.%:

Нефелиновый

концентрат 24,5-50,5

Датолитовый

концентрат 21,5-38,5

Жидкое

стекло9,3-12,3

ВодаОсталь ное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3861938, кл. 117-31, опублик. 1975.. 5 2. Патент США 2829062, |КЛ. 106-48, опублик. 1958. i 3..Авторское свидетельство СССР 490520, кл. В 21 С 23/32, 1936.