Патент на изобретение №2255076
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЖАРОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к материалам для защиты деталей выхлопной системы планера, выполненных из жаропрочных сплавов и коррозионно-стойких сталей, от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации до 600°С. Технический результат изобретения – создание покрытия с повышенной температуроустойчивостью и прочностью сцепления при температуре эксплуатации 600°С, формирующегося при комнатной температуре. Жаростойкое покрытие содержит, мас.%: SiO2 20,0-36,5, В2O3 4,0-5,0, Al2O3 5,0-6,0, BaO 5,0-6,0, CaO 2,0-4,0, MgO 0,5-1,5, TiO2 1,5-2,5, Cr2О3 15,0-17,0, Na2O 2,0-3,5, Р2O5 0,5-1,5, натриевое жидкое стекло 23,0-27,0 и минеральное комплексное соединение на основе SiO2 5,0-6,0 химического состава, мас.%: SiO2 56,25-58,05, Al2O3 34,3-35,1, CaO 1,0-1,2, MgO 1,0-1,1, К2О 2,5-2,6, Na2O 0,6-0,7, TiO2 1,6-1,8, SO3 0,15-0,25, Fe2O3 0,8-1,0, или другого, где вместо SiO2 56,25-58,05 содержится SiO2 35,25-40,05 и SiB4 18,0-21,0. Предлагаемое покрытие обеспечивает экологическую чистоту производства, снижение энергоемкости и трудоемкости операций ремонта в производственных условиях и повышение надежности работы деталей с покрытием в 1,5-2 раза. 3 табл.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к материалам для защиты деталей выхлопной системы планера, выполненных из жаропрочных сплавов и коррозионно-стойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации до 600°С. Одним из факторов, определяющим эксплуатационные показатели жаростойких покрытий, является сплошность. Наличие незначительных дефектов ослабляет защитное действие покрытий. Для устранения отдельных сколов и других дефектов покрытия в процессе изготовления необходим повторный обжиг деталей, что приводит к разупрочнению защищаемых материалов. При возникновении мелких дефектов в процессе эксплуатации детали также повторно эмалируются и обжигаются. Для устранения дефектов эмалевого покрытия необходимо применение жаростойких покрытий холодного отверждения. Известно покрытие, имеющее следующий химический состав, мас.%: фритта А: SiO2 35-50, В2O 3-10, Аl2О3 0-5 и/или Sb2О3, RO 0-5, R1 2O 5-30, TiO2 20-30, ZnO 0,1-10; 0-10 Fе2O3, Сr2О3, NiO, MnO, CoO и/или CuO; фритта В: SiO2 40-60, В2O 3-10, Аl2О3 10-25, RO 10-30, R1 2O 0,1-10, 0-10 Fе2O3, Сr2O3, NiO, MnO, CoO и/или CuO, где RO включает MgО, СаО, SrO и/или ВаО, а R2O, Na2O, K2O и/или Li2O, сырьевые материалы, выбранные из группы: кварц, полевой шпат, оксид циркония, волластонит, нефелин, сиенит и другие, а также необходимые количества добавок из группы Fе2O3, Сr2O3, NiO, MnO, CoO, CuO, ТiO2 и их смесей (WO 98/28236). Указанный состав покрытия формируется при температурах порядка 700°С и при этом отличается недостаточно высокими характеристиками по температуроустойчивости и прочности сцепления при рабочей температуре 600°С. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является жаростойкое покрытие химического состава, мас.%: SiO2 38-52,6 В2O3 6,0-7,5 Аl2О3 18,0-20,0 ВаО 7,0-9,0 СаО 3,5-7,5 MgО 0,9-2,0 ТiO2 2,5-4,0 Сr2O3 4,0-5,5 минеральное комплексное соединение 5,5-6,5 на основе SiO2 При этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит, мас.%: SiO2 56,25-58,05 Al2O3 34,3-35,1 CaO 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 К2О 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 ТiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2O3 0,8-1,0 или SiO2 35,25-40,05 Al2O3 34,3-35,1 CaO 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 К2О 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 ТiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2O3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0 (Патент РФ №2163897) Указанные составы покрытия формируются при температуре 1180-1200°С и имеют низкие показатели по температуроустойчивости и прочности сцепления при температуре эксплуатации 600°С. Технической задачей изобретения является создание покрытия с повышенной температуроустойчивостью и прочностью сцепления при температуре эксплуатации 600°С, формирующегося при комнатной температуре. Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2O3, Аl2О3, ВаО, CaO, MgO, ТiO2, Сr2O3 и минеральное комплексное соединение на основе SiO2, химического состава, мас.%: SiO2 56,25-58,05 Аl2O3 34,3-35,1 CaO 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 ТiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fe2O3 0,8-1,0 или SiO2 35,25-40,05 Аl2O3 34,3-35,1 CaO 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2O3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0 которое дополнительно содержит Na2O, P2O5, натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 20,0-36,5 В2O3 4,0-5,0 Аl2О3 5,0-6,0 BaO 5,0-6,0 CaO 2,0-4,0 MgO 0,5-1,5 TiO2 1,5-2,5 Сr2O3 15,0-17,0 минеральное комплексное соединение на основе SiO2 50-60 Nа2О 2,0-3,5 P2O5 0,5-1,5 натриевое жидкое стекло 23,0-27,0 Авторами установлено, что введение Na2O, Р2O5, натриевого жидкого стекла (Na2SiO3) при заявляемом соотношении компонентов жаростойкого покрытия обеспечивает снижение температуры формирования покрытия до комнатной, что позволяет оперативно устранять дефекты эмалевого покрытия, и в то же время упрочняет структуру покрытия, снижает его высокотемпературную вязкость, что повышает его температуроустойчивость, прочность сцепления при температуре эксплуатации 600°С. Примеры осуществления. Покрытие получают путем перемешивания компонентов при комнатной температуре в течение 5-10 минут до получения однородной массы. Нанесение покрытия на дефектные места производится мягкой кистью ровным слоем. После нанесения покрытия детали сушатся на воздухе в течение 20 часов. Составы предлагаемого покрытия №1, 2, 3 и прототипа №4 приведены в таблице 1. Составы минерального комплексного соединения на основе SiO2 приведены в таблице 2. Свойства предлагаемых покрытий приведены в таблице 3. Прочность сцепления (балл) определяли по методу решетчатого надреза. Для этого на образцах с покрытием анализировали количество дефектов, чем меньше дефектов, тем выше прочность сцепления. Анализ результатов свидетельствует о том, что в сравнении с покрытием-прототипом, имеющим низкие технические характеристики при температуре эксплуатации 600°С, у предлагаемого состава температура формирования покрытия снижена до комнатной, температуроустойчивость повысилась в 100 раз, прочность сцепления в 2,5-5 раз. Применение предлагаемого покрытия, формируемого при комнатной температуре обеспечивает снижение энергоемкости и трудоемкости операции ремонта в производственных условиях и повышение надежности работы деталей с покрытием в 1,5-2 раза. Предлагаемое покрытие обеспечивает экологическую чистоту производства.
Формула изобретения
Жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2О3, Аl2О3, BaO, СаО, MgO, TiO2, Сr2О3, минеральное комплексное соединение на основе SiO2, химического состава, мас.%: SiO2 56,25-58,05 Al2O3 34,3-35,1 СаО 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 K2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2O3 0,8-1,0 или SiO2 35,25-40,05 Аl2O3 34,30-35,10 СаО 1,0-1,2 MgO 1,0-1,1 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2O3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, Р2O5, натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 20,0-36,5 В2O3 4,0-5,0 Аl2О3 5,0-6,0 BaO 5,0-6,0 СаО 2,0-4,0 MgO 0,5-1,5 TiO2 1,5-2,5 Сr2O3 15,0-17,0 минеральное комплексное 5,0-6,0 соединение на основе SiO2 Na2O 2,0-3,5 Р2O5 0,5-1,5 Натриевое жидкое стекло 23,0-27,0
|
||||||||||||||||||||||||||
