RU2379238C1 - Protective technological coating - Google Patents
Protective technological coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379238C1 RU2379238C1 RU2008134345/03A RU2008134345A RU2379238C1 RU 2379238 C1 RU2379238 C1 RU 2379238C1 RU 2008134345/03 A RU2008134345/03 A RU 2008134345/03A RU 2008134345 A RU2008134345 A RU 2008134345A RU 2379238 C1 RU2379238 C1 RU 2379238C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- protective
- mgo
- technological
- cao
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000218998 Salicaceae Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике производства силикатных материалов, которые могут быть использованы как защитные покрытия от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей и полуфабрикатов в машиностроении и в других отраслях народного хозяйства.The invention relates to techniques for the production of silicate materials, which can be used as protective coatings against oxidation and as a high-temperature lubricant during technological heating in the manufacturing process of parts and semi-finished products in mechanical engineering and in other sectors of the national economy.
Известно защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас.%:Known protective technological coating of the following chemical composition, wt.%:
Известно также защитное покрытие для композиционного материала следующего химического состава, мас.%:A protective coating is also known for a composite material of the following chemical composition, wt.%:
Известно также защитное покрытие для сталей и сплавов следующего химического состава, мас.%:A protective coating is also known for steels and alloys of the following chemical composition, wt.%:
Недостатками известных покрытий является повышенный коэффициент трения, недостаточно высокая вязкость покрытия и жаростойкость покрытий при температурах свыше 1000°С.The disadvantages of the known coatings are the increased coefficient of friction, insufficiently high viscosity of the coating and heat resistance of coatings at temperatures above 1000 ° C.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является защитное технологическое покрытие, следующего химического состава, мас.%:The closest analogue, taken as a prototype, is a protective technological coating of the following chemical composition, wt.%:
Недостатками известного покрытия является недостаточно высокая вязкость покрытия, повышенный коэффициент трения и недостаточная жаростойкость покрытий при температурах свыше 1000°С.The disadvantages of the known coatings are insufficiently high viscosity coatings, high friction coefficient and insufficient heat resistance of coatings at temperatures above 1000 ° C.
Технической задачей изобретения является создание защитного технологического покрытия, обладающего высокой вязкостью и жаростойкостью, низким коэффициентом трения при высоких температурах нагрева.An object of the invention is the creation of a protective technological coating with high viscosity and heat resistance, low friction coefficient at high heating temperatures.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено защитное технологическое покрытие, включающее SiО2, Аl2О3, СаО, MgO, В2О3, ВаО, К2О, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 2BaO·3SiО2, 2Аl2О3·В2О3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The stated technical problem is achieved by the fact that a protective technological coating is proposed, including SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, B 2 O 3 , BaO, K 2 O, characterized in that it additionally contains 2BaO · 3SiO 2 , 2Al 2 About 3 · In 2 About 3 in the following ratio of components, wt.%:
Авторами экспериментально установлено, что введение 2BaO·3SiО2, 2Аl2О3·В2О3 в предлагаемое покрытие при заявленном содержании и соотношении компонентов повысило вязкость и жаростойкость, снизило коэффициент трения покрытия при термической и горячей обработке сталей и сплавов.The authors experimentally established that the introduction of 2BaO · 3SiО 2 , 2Al 2 О 3 · В 2 О 3 in the proposed coating with the stated content and ratio of components increased the viscosity and heat resistance, reduced the friction coefficient of the coating during thermal and hot processing of steels and alloys.
Рентгеноструктурный анализ предлагаемого защитного технологического покрытия показал, что в процессе технологических нагревов в покрытии образуются температуроустойчивые фазы BaO·Al2О3·2SiО2, 3Al2О3·2SiО2 и 9Аl2О3·2В2О3, обеспечивающие повышение вязкости и снижение коэффициента трения защитного технологического покрытия при высоких температурах 1280°С.X-ray diffraction analysis of the proposed protective technological coating showed that during the process of heating in the coating temperature-resistant phases of BaO · Al 2 О 3 · 2SiО 2 , 3Al 2 О 3 · 2SiО 2 and 9Аl 2 О 3 · 2В 2 О 3 are formed , which increase the viscosity and reduction of the coefficient of friction of the protective technological coating at high temperatures of 1280 ° C.
Примеры осуществленияExamples of implementation
Пример 1. Для получения фритты защитного технологического покрытия компоненты покрытия в соответствующих мас.% (таблица 1) Аl2О3 - 3, СаО - 13, MgO - 5,5, В2О3 - 18, К2О - 0,1, ВаО - 13, 2BaO·3SiО2 - l, 2Аl2О3·В2О3 - 1, SiO2 - 44,4 помещали в фарфоровый барабан с алундовыми шарами в соотношении 1:1,5. Размол и перемешивание компонентов проводили в течение 3 часов на валковой мельнице. Варку фритты проводили в камерной печи. Затем получали шликер покрытия, который выгружали в полиэтиленовую емкость. После этого замеряли вязкость шликера вискозиметром В3246 и из краскораспылителя наносили на образцы сталей ВНС2, 30ХГСНА и сплавов ВНЛ3 и ЭК151. Вязкость шликера покрытия составляла 21 с, толщина покрытия 0,5 мм. Образцы с покрытием подвергали сушке при 20°С, затем проводили термическую обработку.Example 1. To obtain the frit of the protective technological coating, the coating components in the corresponding wt.% (Table 1) Al 2 O 3 - 3, CaO - 13, MgO - 5.5, B 2 O 3 - 18, K 2 O - 0, 1, BaO - 13, 2BaO · 3SiО 2 - 1, 2Al 2 О 3 · В 2 О 3 - 1, SiO 2 - 44.4 were placed in a porcelain drum with alundum balls in a ratio of 1: 1.5. Grinding and mixing of the components was carried out for 3 hours in a roller mill. Frits were cooked in a chamber furnace. Then a coating slip was obtained, which was discharged into a polyethylene container. After that, the viscosity of the slurry was measured with a B3246 viscometer and, from a spray gun, it was applied to samples of VNS2, 30KhGSNA steels and VNL3 and EK151 alloys. The viscosity of the coating slip was 21 s, and the coating thickness was 0.5 mm. Coated samples were dried at 20 ° C, then heat treated.
Примеры 2, 3, 4 получения защитных покрытий осуществляли аналогично примеру 1.Examples 2, 3, 4 of obtaining protective coatings were carried out analogously to example 1.
Составы предлагаемого защитного технологического покрытия и покрытия-прототипа приведены в таблице №1, свойства покрытий представлены в таблице №2.The compositions of the proposed protective technological coating and coating of the prototype are shown in table No. 1, the properties of the coatings are presented in table No. 2.
Образцы сталей ВНС2, 30ХГСНА и сплавов ВНЛ3, ЭК151 с предлагаемым защитным технологическим покрытием и покрытием-прототипом подвергались испытаниям на окисляемость, вязкость и коэффициент трения покрытия при высоких температурах 1150°С и 1280°С.Samples of VNS2, 30KhGSNA steels and VNL3, EK151 alloys with the proposed protective technological coating and prototype coating were tested for oxidizability, viscosity and friction coefficient of the coating at high temperatures of 1150 ° C and 1280 ° C.
Окисляемость образцов с защитным технологическим покрытием определялась путем непрерывного взвешивания без извлечения образцов из печи при заданных температурах.The oxidation of samples with a protective technological coating was determined by continuous weighing without removing samples from the furnace at given temperatures.
Вязкость покрытия определялась методом вдавливания иглы в покрытие под нагрузкой 5 г при постепенном нагревании образца с покрытием. По глубине проникновения иглы в покрытие по диаграмме вязкости рассчитывалась вязкость покрытия.The viscosity of the coating was determined by pressing the needle into the coating under a load of 5 g with gradual heating of the coated sample. From the depth of penetration of the needle into the coating, the viscosity of the coating was calculated from the viscosity diagram.
Коэффициент трения покрытий, определяющий эффективность защитных покрытий как высокотемпературных смазок при горячей обработке давлением, определялся методом замера коэффициента трения при горячей деформации при осадке образцов d - 5 мм, h - 20 мм на гидравлическом прессе мощностью 2,5 т со скоростью 80 мм/с. На образце после деформации замеряли величину двойного угла трения и определяли величину коэффициента трения по формуле µ=tgα.Coefficient of friction of coatings, which determines the effectiveness of protective coatings as high-temperature lubricants during hot pressure treatment, was determined by measuring the coefficient of friction during hot deformation during upsetting of samples d - 5 mm, h - 20 mm on a hydraulic press with a capacity of 2.5 t at a speed of 80 mm / s . After deformation, the double friction angle was measured on the sample and the coefficient of friction was determined using the formula μ = tgα.
Результаты сравнительных испытаний, приведенные в таблице №2, свидетельствуют о том, что окисляемость сталей ВНС2, 30ХГСНА с предлагаемым защитным покрытием при технологических нагревах при температуре 1150°С (выдержкой 10 ч) меньше соответственно в 2,86 и 5,94, а при температуре 1280°С (выдержкой 10 ч) меньше соответственно в 2,07 и 2,2, по сравнению с покрытием-прототипом.The results of comparative tests, shown in table No. 2, indicate that the oxidizability of steels VNS2, 30KHGSNA with the proposed protective coating during technological heating at a temperature of 1150 ° C (exposure time 10 h) is less at 2.86 and 5.94, respectively, and at a temperature of 1280 ° C (10 h exposure) is less, respectively, in 2.07 and 2.2, compared with the coating of the prototype.
Окисляемость сплавов ВНЛ3, ЭК151 с предлагаемым защитным покрытием при технологических нагревах при температуре 1150°С (выдержкой 10 ч) меньше соответственно в 2,86 и в 4,22 раза, а при температуре 1280°С (выдержкой 10 ч) меньше в 3,81 ив 5,93 раза по сравнению с покрытием-прототипом.The oxidation of VNL3, EK151 alloys with the proposed protective coating during technological heating at a temperature of 1150 ° C (10 h exposure) is 2.86 and 4.22 times less, respectively, and at a temperature of 1280 ° C (10 h exposure) less than 3, 81 willows 5.93 times compared with the prototype coating.
Вязкость предлагаемого защитного покрытия на сталях ВНС2, 30ХГСНА при технологических нагревах 1150°С и 1280°С в течение 10 ч больше соответственно в 3 и 4 раза по сравнению с покрытием-прототипом.The viscosity of the proposed protective coating on steels VNS2, 30KhGSNA during technological heating of 1150 ° C and 1280 ° C for 10 hours is respectively 3 and 4 times higher than in the prototype coating.
Вязкость предлагаемого защитного покрытия на сплавах ВНЛ3, ЭК151 при технологических нагревах 1150°С и 1280°С в течение 10 ч больше соответственно в 3 и 4 раза по сравнению с покрытием-прототипом.The viscosity of the proposed protective coating on VNL3, EK151 alloys with technological heating of 1150 ° C and 1280 ° C for 10 hours is respectively 3 and 4 times higher than in the prototype coating.
Коэффициент трения с предлагаемым защитным покрытием на сталях ВНС2, 30ХГСНА и сплавах ВНЛ3, ЭК151 при температурах нагрева 1150°С и 1280°С меньше в 2-2,3 раза по сравнению с покрытием-прототипом.The friction coefficient with the proposed protective coating on VNS2, 30KhGSNA steels and VNL3, EK151 alloys at heating temperatures of 1150 ° C and 1280 ° C is 2-2.3 times lower than in the prototype coating.
При этом происходит равномерное распределение защитного покрытия по всей поверхности заготовки, обеспечивающее работоспособность защитного покрытия в качестве высокотемпературной смазки при изотермической штамповке заготовок.In this case, the protective coating is uniformly distributed over the entire surface of the workpiece, ensuring the performance of the protective coating as a high-temperature lubricant during isothermal stamping of the workpieces.
Применение предлагаемого защитного технологического покрытия позволит получить качественную поверхность деталей при нагревах в обычных печах вместо печей с контролируемой атмосферой, локализовать процесс изотермического деформирования, повысить ресурс их эксплуатации в 2-3 раза.The application of the proposed protective technological coating will make it possible to obtain a high-quality surface of parts during heating in conventional furnaces instead of furnaces with a controlled atmosphere, to localize the process of isothermal deformation, to increase their service life by 2–3 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008134345/03A RU2379238C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Protective technological coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008134345/03A RU2379238C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Protective technological coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2379238C1 true RU2379238C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008134345/03A RU2379238C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Protective technological coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2379238C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544205C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Protecting technological coating |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1362948A (en) * | 1970-05-12 | 1974-08-07 | Radiation Ltd | Protective coatings |
| US4358544A (en) * | 1980-07-04 | 1982-11-09 | Daniel Doncaster & Sons Limited | Single phase glass compositions for use in protective and lubricating coatings for the heat treatment and hot working of metals |
| RU2151110C1 (en) * | 1999-01-18 | 2000-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Protective technological coating for steels and alloys |
| RU2293892C1 (en) * | 2006-02-20 | 2007-02-20 | Владимир Михайлович Калуженов | Method of producing durable antifriction coating on metallic surfaces of friction pairs |
-
2008
- 2008-08-25 RU RU2008134345/03A patent/RU2379238C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1362948A (en) * | 1970-05-12 | 1974-08-07 | Radiation Ltd | Protective coatings |
| US4358544A (en) * | 1980-07-04 | 1982-11-09 | Daniel Doncaster & Sons Limited | Single phase glass compositions for use in protective and lubricating coatings for the heat treatment and hot working of metals |
| RU2151110C1 (en) * | 1999-01-18 | 2000-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Protective technological coating for steels and alloys |
| RU2293892C1 (en) * | 2006-02-20 | 2007-02-20 | Владимир Михайлович Калуженов | Method of producing durable antifriction coating on metallic surfaces of friction pairs |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544205C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Protecting technological coating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106001379B (en) | M50 steel bearings lasso process for forging | |
| EP2039666B1 (en) | Method and device for siliconising materials containing carbon | |
| Xiao et al. | Oxidation protection of commercial-purity titanium by Na2O–CaO–SiO2 and Na2O–CaO–Al2O3–SiO2 glass–ceramic coatings | |
| Ihom | Case hardening of mild steel using cowbone as energiser | |
| Matsuura et al. | Surface modification of titanium by a diffusional carbo-nitriding method | |
| RU2379238C1 (en) | Protective technological coating | |
| RU2544205C1 (en) | Protecting technological coating | |
| RU2415967C2 (en) | Procedure for covering work pieces out of metals and alloys with protective coating | |
| RU2317954C1 (en) | Protective operational coating for beryllium | |
| RU2533509C1 (en) | Protective coating for steels and alloys | |
| RU2581425C1 (en) | Protective technological coating | |
| Gouthama et al. | Melting of tin using muffle furnace and microwave energy and its characterization | |
| RU2312827C1 (en) | Protective technological cover for steel and alloy | |
| RU2345963C1 (en) | Protective technical coating for steel and alloys | |
| RU2404933C1 (en) | Protective process coat for steels and alloys | |
| US3304210A (en) | Process in the heating of metal billets and an arrangement for carrying out the process | |
| RU2379239C1 (en) | Protective technological coating | |
| RU2151111C1 (en) | Protective technological coating | |
| RU2530283C1 (en) | Protective coating for steels and alloys | |
| RU2209838C2 (en) | Protective-lubricating covering for hot plastic working of metals | |
| RU2151110C1 (en) | Protective technological coating for steels and alloys | |
| RU2559244C1 (en) | Protective technological coating | |
| RU2354723C1 (en) | Briquetting method of steel cuttings | |
| Kerr et al. | Innovative Spray Tundish Mix for Energy Savings and CO2 Footprint Reduction | |
| RU2786263C1 (en) | Method for laser alloying of tool steel with boron carbide and aluminum powders |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180826 |