Патент на изобретение №2239616
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЖАРОСТОЙКОЕ ПОКРЫТИЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к материалам для защиты деталей газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации. Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2О3, Al2О3, BaO, CaO, MgO, TiO2, Cr2О3 и минеральное комплексное соединение на основе SiO2, химического состава, в мас.%: SiO2 56,25-58,05, Al2О3 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, Fe2O3 0,8-1,0, или SiO2 35,25-40,05, Al2О3 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, Fe2О3 0,8-1,0, SiB4 18,0-21,0, которое дополнительно содержит Na2O, Р2O5, полиметилфенилсилоксан, кремнийорганическую смолу и ксилол при следующем соотношении компонентов, в мас. %: SiO2 20,0-36,0, В2О3 4,0-5,0, А1203 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, минеральное комплексное соединение на основе SiO2 5,0-6,0, Na2O 4,0-5,0, Р2O5 1,0-2,0, полиметилфенилсилоксан 0,5-0,8, кремнийорганическая смола 11,5-13,2, ксилол 9,0-11,0. Изобретение позволяет получить покрытие с повышенной термостойкостью и прочностью сцепления при температурах эксплуатации выше 1000°С, формирующееся при комнатной температуре. 3 табл.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к материалам для защиты деталей газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов от высокотемпературной газовой коррозии в процессе эксплуатации. 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, в мас.%: фритта А: SiO2 35-50, B2O 3-10, Аl2О3 0-5 и/или Sb2O3, RO 0-5, R2O 15-30, TiO2 20-30, ZnO 0,1-10, Fе2О3 0-10, Cr2О3, NiO, MnO, CoO и /или CuO, фритта В: SiO2 40-60, B2O 3-10, Аl2О3 10-25, RO 10-30, R2O 0,1-10, Fе2O3 0-10, Сr2О3, NiO, MnO, CoO и /или CuO, где RO включает MgО, СаО, SrO и/или ВаО, a R2O Na2O, К2О 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 Fе2О3, Сr2О3, NiO, MnO, CoO, CuO, TiO2 и их смесей (WO 98/28236). Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является жаростойкое покрытие состава, в мас.%: SiO2 20,0-31,0 В2O3 4,0-5,0 А12O3 10,0-12,0 ВаО 4,0-6,0 СаО 2,0-4,0 MgO 0,5-1,5 TiO2 1,5-2,5 Сr2O3 15,0-17,0 Минеральное комплексное соединение на основе SiO2 5,0-6,0 тальк 2,0-2,5 слюда 2,0-2,5 полиметилфенилсилоксан 0,6-0,8 кремнийорганическая смола 10,5-14,5 толуол 8,0-11,0 При этом минеральное комплексное соединение на основе SiO2 содержит в мас.%: SiO2 56,25-58,05 Аl2O3 34,3-35,1 CaO 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 Fе2О3 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 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2О3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0 (Патент РФ №2191165) Известные составы покрытия, формирующиеся при комнатной температуре, имеют недостаточно высокие термостойкость и прочность сцепления при температурах эксплуатации выше 1000°С Технической задачей изобретения является создание покрытия, формирующегося при комнатной температуре, с повышенной термостойкостью и прочностью сцепления при температурах эксплуатации выше 1000°С. Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено жаростойкое покрытие, содержащее SiO2, В2О3, Аl2О3, ВаО, CaO, MgO, TiO2, Сr2O3, 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 K2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2О3 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 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2О3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0 полиметилфенилсилоксан, кремнийорганическую смолу, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, P2O5, ксилол при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 20,0-36,0 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 5,0-6,0 Полиметилфенилсилоксан 0,5-0,8 Кремнийорганическая смола 11,5-13,2 Na2O 4,0-5,0 Р2O3 1,0-2,0 Ксилол 9,0-11,0 Установлено, что введение Na2O, P2O5, ксилола позволяют оперативно устранять дефекты эмалевого покрытия и в то же время упрочняет структуру покрытия, что повышает его термостойкость, прочность сцепления при температурах эксплуатации выше 1000°С. Составы предлагаемого покрытия 1, 2, 3 и прототипа №4 приведены в таблице №1. Составы минерального комплексного соединения на основе SiО2 приведены в таблице 2. 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. Свойства предлагаемых покрытий приведены в таблице 3. Анализ результатов свидетельствует о том, что в сравнении с покрытием прототипом, у предлагаемого состава термостойкость повысилась 1,5 раза, прочность сцепления в 2,5 раза. Применение предлагаемого покрытия, формируемого при комнатной температуре, обеспечивает снижение энергоемкости и трудоемкости операции ремонта в производственных условиях, 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, ВаО, СаО, MgO, TiO2, Сr2О3, 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 K2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2О3 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 К2O 2,5-2,6 Na2O 0,6-0,7 TiO2 1,6-1,8 SO3 0,15-0,25 Fе2О3 0,8-1,0 SiB4 18,0-21,0 полиметилфенилсилоксан, кремнийорганическую смолу, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, P2O5, ксилол при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 20,0-36,0 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 5,0-6,0 Полиметилфенилсилоксан 0,5-0,8 Кремнийорганическая смола 11,5-13,2 Na2O 4,0-5,0 Р2O3 1,0-2,0 Ксилол 9,0-11,0
|
||||||||||||||||||||||||||
