защитное покрытие

Формула изобретения

Защитное покрытие, включающее SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, B₂O₃, Na₂O, K₂O, BaO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит SiB₄, MoSi₂ при следующем соотношении компонентов, вес. %:

SiO₂ - 10 - 30

Al₂O₃ - 3 - 20

CaO - 8 - 12

MgO - 0,5 - 5,0

B₂O₃ - 3 - 12

Na₂O - 0,1 - 0,4

K₂O - 0,1 - 0,2

BaO - 3 - 11

SiB₄ - 0,5 - 5,0

MoSi₂ - 32 - 70

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике производства силикатных материалов, которые могут быть использованы как защитные покрытия от окисления при технологических нагревах в процессе изготовления деталей и полуфабрикатов, так и при эксплуатации изделий в машиностроении и народном хозяйстве.

Известны защитные покрытия составов , вес.%:

SiO₂ - 60

Аl₂О₃ - 3

В₂О₃ - 3

СаО - 15

Nа₂О+К₂О - 15

прочие окислы - 4

SiО₂ - 35

Al₂O₃ - 30

В₂О₃ - 17

СаО - 5

Na₂О+K₂О - 13[l].

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является защитное покрытие для сталей и сплавов, вес.%:

SiО₂ - 40-75

Аl₂О₃ - 6-18

СаО - 4-11

MgO - 1-4

В₂О₃ - 15

Na₂О - 0,5-1

К₂О - 0,3-3

ВаО - 5-10

Al₂О₃3SiО₂ - 2-7[2]

Недостатком известных покрытий является недостаточная термостойкость при высоких температурах.

Перед авторами была поставлена техническая задача повышения термостойкости покрытия на композиционном материале при длительных нагревах до 1400^oС.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено защитное покрытие, включающее SiО₂, Аl₂О₃, CaO, MgO, В₂О₃ Na₂О, К₂О, ВаО, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит SiB₄, MoSi₂ при следующем соотношении компонентов, вес.%:

SiO₂ - 10-30

Аl₂О₃ - 3-20

СаО - 8-12

MgO - 0,5-5

В₂О₃ - 3-12

Na₂O - 0,1-0,4

К₂О - 0,1-0,2

ВаО - 3-11

SiB₄ - 0,5-5

MoSi₂ - 32-70

Авторами экспериментально установлено, что введение SiB₄ и MoSi₂ и регламентированное соотношение компонентов в покрытии привело к повышению термостойкости при длительных нагревах до 1400^oС. Технология варки фритты и приготовление шликера не отличаются от принятой технологии эмалировочного производства. Покрытие толщиной 0,1-0,2 мм наносили на образцы композиционного материала (КМ) (стекло/SiC, C/SiC) краскораспылителем или окунанием и сушили на воздухе; после чего образцы с покрытием подвергали нагреву при температурах 1200, 1300, 1400^oС.

Составы предлагаемых защитных покрытий и покрытия-прототипа приведены в таблице 1, их свойства - в таблице 2.

Жаростойкость композиционного материала с покрытием (КМ C/SiC) мг/см² определялась путем взвешивания охлажденных образцов с покрытием, предварительно выдержанных при заданных температурах в течение 10 ч. Величина жаростойкости определялась приростом массы образцов с покрытием к величине их площади.

Из таблицы 2 видно, что жаростойкость композиционного материала стекло/SiC с предлагаемым покрытием при температурах нагрева 1200, 1300, 1400^oC выше в 33,3; 24; 22,8 раза; на композиционном материале С/SiC выше в 33,13,3 и 20 раз. Следовательно, предлагаемое покрытие обеспечивает защиту композиционных материалов от окисления при длительных нагревах до 1400^oC.

Термостойкость предлагаемого покрытия по сравнению с покрытием прототипом на композиционном материале стекло/SiC при температурах нагрева 1200, 1400^oС в 3; 5; 10 раз выше соответственно; на композиционном материале С/SiC выше в 3,7; 3,7 и 8,5 раза.

Применение защитного технологического покрытия на композиционных материалах позволит получить высококачественные детали и полуфабрикаты, повысить ресурс их эксплуатации, выход годных изделий, получить экономию дорогостоящих материалов и электроэнергии.

Источники информации

1. С. С.Солнцев, А.Т.Туманов. Защитное покрытие металлов при нагреве. - М.: Машиностроение, 1976, с. 26-35, табл. 4.

2. Патент РФ 2151110.