Шликер для получения жаростойкого ситаллового покрытия - RU2183598C2
Код документа: RU2183598C2
Описание
Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты нихромовых сплавов от газовой коррозии, в частности обжигового инструмента при производстве эмалированных изделий.
Известна стеклокристаллическая эмаль для нихромовых сплавов (А.С. 336291), состава, мас. %: SiO2 - 57,30 - 59,50, BaO - 3,00 - 4,00; CaO - 4,50 - 5,60; MgO - 7,50 - 8,90; К2О - 8,20 - 9,50; Li2O - 3,00 - 4,50; Аl2О3 - 2,00 - 4,50; TiО2 - 10,20 - 12,50.
Недостатком покрытия является то, что в качестве добавки на помол вводится Сr2О3, который при высокотемпературной эксплуатации сублимирует из покрытия и затем реагирует с белым или светлым эмалевым покрытием эмалируемых изделий. При этом на нем образуются грязновато-зеленые пятна, что вызывает брак в изделиях.
В качестве прототипа принимаем заявку WO 98/35917, кл. С 03 С 8/00, опубл. 20.08.1998. Стеклокристаллическое покрытие, описанное в этой заявке, получают из шликера, который содержит фритту, включающую все компоненты заявленной фритты в том же соотношении, глину и Н3ВО3 в качестве мельничных добавок и воду. Однако в заявке не указано, что такой шликер можно наносить на нихромовую подложку.
Задачей данного изобретения является снижение температуры обжига покрытия (без ухудшения его термомеханических свойств при эксплуатации), а также белый (светлый) цвет покрытия.
Данная задача решена посредством разработки шликера для получения жаростойкого ситаллового покрытия, предназначенного для защиты обжигового инструмента, содержащего оксид цинка и в жаростойкой стекломатрице покрытия, и в добавках на помол.
Шликер для получения жаростойкого ситаллового покрытия, включающий стекломатрицу следующего состава, мас. %: SiO2 - 35,20 - 38,90; CaO - 8,10 - 10,50; MgO - 1,50 - 3, 20; Аl2О3 - 24,00 - 28, 50; Li2O - 6,10 - 9,30; TiO2 - 3,50 - 6,20; BaO - 1,30 - 4,00; K2O - 3,50 - 6,20; ZnO - 2,50 - 7,50; добавки на помол, сверх 100%: глина - 2,50 - 8,50; Н3 ВО3 - 0,001 - 0,50; ZnO - 0,30 - 7,50; Р2O5 - 0,50 - 3,80; вода - 40 - 50% от сухой массы шликера.
Покрытие имеет белый цвет (белизна 78%), высокие термомеханические свойства.
Для достижения данной цели в состав стекломатрицы вводится ZnO, что позволяет получить полную объемную кристаллизацию стекла. Размер зерен при этом соответствует ситалловым покрытиям, имеющим белый цвет. При этом удается снизить до минимума содержание TiO2, ухудшающего цвет покрытия при эксплуатации.
Для улучшения внешнего вида покрытия, его укрывистости, в качестве добавки на помол вводится P2O5.
Для улучшения реологических свойств в качестве добавок в состав шликера вводятся глина Часов-Ярская, борная кислота.
Пример 1. Стекломатрица данного покрытия может быть получена смешением компонентов в указанном соотношении и варке их в алундовых тиглях при температуре 1350-1400oС. Время выдержки при максимальной температуре 2 ч. Выливается стекло в нихромовые желоба и остывает. Затем стекло, а также добавки на помол подвергаются измельчению до полного прохождения через сито 10000 отв/см2. Шликер наносится на нихром, сушится при температуре 150oС, обжигается при температуре 1050oС. Для испытания взята композиция, мас.%: стекломатрица: SiО2 - 38,9; CaO - 10,5; MgO - 1,5; Аl2О3 - 24,0; Li2O - 9,3; TiO2 - 3,5; BaO - 1,3; K2O - 3,5; ZnO - 7,5; добавки на помол, сверх 100%: глина - 8,5; Н3ВО3 - 0,001; ZnO - 0,3; Р2О5 - 3,8; вода - 45% от сухой массы.
Полученное покрытие имеет белый цвет. Коэффициент диффузного отражения (КДО) составляет 72%. Испытание прочности сцепления покрытия с нихромом по методу изгиба образца на 180o (ГОСТ 24405-80) позволяет присвоить покрытию 3 балла (20-30% скола). Термостойкость покрытия составляет 30 теплосмен. Температурный коэффициент линейного расширения равен 110• 10-7 К-1.
Пример 2. Стекломатрица: SiО2 - 37,0; CaO - 9,0; MgO - 3,0; Аl2О3 - 24,5; Li2O - 7,0; TiO2 - 5,5; BaO - 3,0; К2O - 5,5; ZnO - 5,5; добавки на помол, сверх 100%: глина - 7,5; Н3ВО3 - 0,3; ZnO - 6,5; Р2O5 - 1,0; вода - 50% от сухой массы.
Полученное покрытие имеет белый цвет. Коэффициент диффузного отражения (КДО) составляет 76%. Прочность сцепления покрытия оцениваются 5 баллами (1-5% скола). Термостойкость покрытия составляет 80 теплосмен. Температурный коэффициент линейного расширения равен 120•10-7 К-1.
Пример 3. Стекломатрица: SiO2 - 35,2; СаО - 8,1; MgO - 3,2; Аl2O3 - 28,5; Li2O - 6,1; ТiO2 - 6,2; BaO - 4,0; К2O - 6,2; ZnO - 2,5; добавки на помол, сверх 100%: глина - 2,5; Н3ВО3 - 0,5; ZnO - 7,5; Р2O5 - 0,5; вода - 40% от сухой массы.
Полученное покрытие имеет белый цвет. Коэффициент диффузного отражения (КДО) составляет 72%. Прочность сцепления покрытия оцениваются 3 баллами. Термостойкость покрытия составляет 40 теплосмен. Температурный коэффициент линейного расширения равен 120•10-7 К-1.
Реферат
Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты нихромовых сплавов от газовой коррозии, в частности обжигового инструмента. Шликер включает стекломатрицу состава, мас. %: SiO2 - 35,20-38,90; СаО - 8,10-10,50; MgO - 1,50-3,20; Аl2O3 - 24,00-28,50; Li2O - 6,10-9,30; ТiO2 - 3, 50-6,20; BaO - 1,30-4,00; К2О - 3,50-6,20; ZnO - 2,10-7,50; добавки на помол (сверх 100%), мас. %: глина - 2,50-8,50; Н3ВО3 - 0,001-0,50; ZnO - 0,30-7,50; Р2O3 - 0,50-3,80 и воду 40-50% от сухой массы шликера. Покрытие имеет белый цвет и высокие термомеханические свойства: термостойкость 30-80 теплосмен и коэффициент линейного расширения - (110-120)•10-7К-1. Технический результат изобретения - снижение температуры обжига покрытия без ухудшения его термомеханических свойств при эксплуатации, а также светлый цвет покрытия.
