Стекловидное покрытие на металле
C23 Покрытие металлических материалов; покрытие других материалов металлическим материалом (металлизация текстильных изделий D06M11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной металлизацией D06Q1/04); химическая обработка поверхности; диффузионная обработка металлического материала; способы покрытия вакуумным испарением, распылением, ионным внедрением или химическим осаждением паров вообще (для специфических целей см. соответствующие классы, например для производства резисторов H01C17/06); способы предотвращения коррозии металлического материала, образования накипи или корок вообще (обработка металлических поверхностей или покрытие металлов электролитическим способом или способом электрофореза C25D,C25F) (12971)
C23D Эмалирование металлов и нанесение стекловидных покрытий на металлы (химический состав эмалей или глазурей C03C) (387)
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при нанесении стеклосмазочного материала на наружную поверхность заготовки перед горячим прессованием прутков или труб.
Изобретение относится к производству труб с защитным стеклопластиковым покрытием, стеклоленте для покрытия трубы, способу нанесения стеклоленты на стальную трубу и устройству для нанесения стеклоленты на стальную трубу.
Изобретение относится к тепловой обработке компонента (1), состоящего из металлического сплава, в котором или на котором, по меньшей мере, на одну секцию (7) поверхности нанесено глазурное или эмалевое покрытие (9).
Изобретение относится к металлическому листу с нанесенным покрытием, рабочему раствору для получения покрытия и способу производства металлического листа с нанесенным покрытием. Металлический лист с покрытием содержит образованное на металле покрытие, которое содержит Si, P, O и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al и Mn, при этом покрытие включает соединение, имеющее кристаллическую структуру, относящуюся к типу NASICON, представленную общей формулой MIMIV2(MVO4)3, в которой MI является по меньшей мере одним элементом, выбранным из группы, состоящей из Li, Na, K, 1/2Mg, 1/2Ca, 1/2Sr и 1/4Zr, MIV является по меньшей мере одним элементом, выбранным из группы, состоящей из Zr, Ge, Ti, Hf, Cr + Na, Nb - Na и Y + Na, a MV является по меньшей мере одним элементом, выбранным из группы, состоящей из P, As и Si + Na.
Изобретение относится к нанесению эмалевого покрытия с обеспечением формирования рисунка и может применяться при создании ювелирных украшений и сувенирной продукции. Способ включает подготовку металлической основы, нанесение контрэмали, нанесение эмалевого грунта и художественную роспись.
Изобретение относится к получению эмалевого покрытия с рисунком и может применяться при создании ювелирных украшений и сувенирной продукции. Способ включает подготовку металлической основы, нанесение контрэмали, нанесение эмалевого грунта, фиксацию накладок из кусочков эмали и художественную роспись.
Изобретение относится к способу изготовления свечи (1) зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя внутреннего сгорания моторного транспортного средства. Свеча (1) зажигания содержит основной корпус (2) с областью (8) головки, выполненной с возможностью установки в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Изобретение относится к нанесению эмалевого покрытия с целью формирования рисунка и может применяться при создании ювелирных украшений и сувенирной продукции. Способ включает подготовку металлической основы декорируемого изделия, нанесение контрэмали, нанесение эмалевого грунта, формирование объемного элемента и его художественную роспись.
Изобретение относится к области художественного эмалирования, в частности к технологии получения изображений на эмалевой поверхности. Способ получения декоративной эмалевой поверхности горячего отверждения на металлической основе включает предварительную подготовку металлической поверхности основы, нанесение и обжиг грунтового слоя эмали, на который с помощью клея выкладывают кусочки эмали.
Изобретение относится к области художественного эмалирования горячего отверждения, конкретнее к технологии получения изображений на эмалевой поверхности, и может найти применение в области изготовления ювелирно-художественных изделий и сувениров.
Изобретение относится к эмалированию поверхности металлических изделий. Способ включает получение смесей трех фритт различного состава - легкоплавкой фритты с фракцией зерна более4 меш, легкоплавкой фритты с фракцией зерна 40-50 меш и тугоплавкой фритты с фракцией зерна не менее 60-70 меш, которые смешивают с дистиллированной водой и глиной.
Изобретение относится к области художественного эмалирования горячего отверждения, в частности к технологии получения изображений на эмалевой поверхности, и может найти применение в области изготовления ювелирно-художественных изделий и сувениров.
Группа изобретений относится к области автомобилестроения. Способ изготовления тормозного диска заключается в том, что на основном корпусе тормозного диска выполняется эмалевое покрытие, для этого придают шероховатость поверхности основного корпуса в отдельных областях.
Изобретение относится к технологии получения жаростойких покрытий для защиты от высокотемпературного окисления и эрозионного уноса изделий из легированных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе.
Группа изобретений относится к области транспорта. Способ изготовления тормозного диска для транспортного средства, заключается в расположении на базовом теле тормозного диска защитного слоя.
Изобретение относится к получению стальных остеклованных труб. Концы стальных труб обрезают под углом 90 градусов и зачищают от заусенцев, снимают фаски под углом 30 градусов к торцу трубы, оставляют торцевое кольцо шириной 1-2 мм.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству нефтегазового машиностроения, и может быть использовано при изготовлении выхлопных труб газотурбинных установок: газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций.
Группа изобретений относится к области транспорта. Способ изготовления тормозного диска для транспортного средства, в котором на основном корпусе тормозного диска расположен защитный слой, заключается в предварительной машинной обработке некоторой области или областей основного корпуса, находящегося в виде заготовки.
Изобретение относится к обработке поверхности эмалированных стальных изделий и может быть использовано в производстве эмалированных стальных изделий, применяемых в химической, фармацевтической, пищевой, нефтяной, газовой промышленности и строительстве.
Изобретение относится к порошку эмали. Технический результат – повышение устойчивости эмали к механическим и тепловым нагрузкам.
Изобретение относится к получению эмалевых покрытий на литых металлических изделиях путем нанесения слоев эмали в виде порошка в электрическом поле и последующего обжига. В способе на очищенную поверхность металлического изделия наносят слой грунтовочной эмали в виде порошка в электрическом поле распылителями до тех пор, пока толщина слоя не достигнет 100-150 мкм, затем электрическое поле прерывают для снижения пространственного заряда вокруг металлического изделия и аналогичным образом наносят минимум два слоя порошка покровной эмали до тех пор, пока общая толщина слоя порошка эмали не достигнет минимум 750 мкм, при этом электрическое поле прерывают каждый раз между стадиями нанесения порошка покровной эмали, при этом прерывание электрического поля вокруг металлического изделия осуществляют посредством перемещения изделия в другое местоположение нанесения.
Изобретение относится к получению эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразных термореактивных материалов покрытий. Устройство для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 40-85°С, камеры перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, в которое он переходит при нагреве при нагреве до температуры 86-125°С и камеры эмалирования.
Изобретение относиться к средствам для ремонта повреждений и защиты от коррозии в месте повреждения стеклоэмалевых покрытий технологического оборудования химических предприятий, систем трубопроводов, другого оборудования технического назначения и может быть применено на предприятиях химической и металлургической промышленности, в том числе использующих эмалированные трубы для оборота жидкости с кислой средой.
Изобретение относится к получению эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразных термореактивных материалов покрытий. Устройство содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние, камеры перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в другое агрегатное состояние, в которое он переходит при нагревании материала покрытия, находящегося в высокоэластическом состоянии, камеры эмалирования, а также эмаль-печь и камеру охлаждения.
Изобретение относится к области художественного эмалирования и может найти применение при изготовлении ювелирных изделий, декоративных изделий, сувениров. Способ включает предварительное нанесение грунтовой эмали на поверхность изделия и формирование на грунтовой эмали рисунка из эмалевых нитей с высоким или низким поверхностным натяжением.
Изобретение относится к эмалевому покрытию для покрытия металлической поверхности изделия. Предложен материал эмалевого покрытия для покрытия металлической поверхности (5) изделия, который содержит смесь 5-50% об.
Изобретение относится к производству труб большого диаметра для прокладки магистральных трубопроводов. В способе для предварительной очистки внутренней поверхности трубы производят ее обезжиривание щелочным раствором, промывку деионизированной водой и сушку.
Изобретение относится к области тонкопленочных технологий, в частности технологии получения тонких пленок оксида индия-олова (ITO), и может быть использовано при производстве электролюминисцентных дисплеев и мониторов с сенсорным экраном.
Изобретение относится к способам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, а также от воздействия на них ледовых образований и может быть использовано в другой морской технике, предназначенной для ледовых условий эксплуатации.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам нанесения защитных покрытий в качестве антикоррозионной изоляции на внутреннюю поверхность трубопровода и к способам контроля качества такого покрытия.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и предназначено для применения в трубопроводном строительстве при сооружении подземных и надземных трубопроводов, в том числе - скважин при добыче нефти и газа.
Изобретение относится к области эмалирования чугуна, в частности к способам восстановления поверхности ванн и нанесения на эмаль декоративных рисунков. .
Изобретение относится к эмалированию изделий из сплавов на основе железа, в частности из углеродистой стали, из низколегированной стали, чугуна. .
Изобретение относится к области эмалирования стали, а именно к технологии обработки поверхности стальных изделий перед нанесением безгрунтовых эмалей, и может быть использовано при производстве стальных эмалированных изделий различного назначения и разнообразной конфигурации.
Изобретение относится к области художественного эмалирования, конкретнее к технологии получения витражных эмалей, и может найти применение в области изготовления мелких декоративных изделий, сувениров, ювелирных украшений.
Изобретение относится к эмалированию металлов с последующей обработкой эмалированных изделий и может быть использовано для нанесения защитного покрытия на поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами.
Изобретение относится к области получения антипригарного тефлонового покрытия на стальной основе и может быть использовано в народном хозяйстве. .
Изобретение относится к техническому обслуживанию и ремонту стеклоэмалевых, стеклокристаллических и других защитных покрытий и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой, фармацевтической промышленности.
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для получения огнезащитной и высококачественной эмали. .
Изобретение относится к технологии силикатного эмалирования и может быть использовано для нанесения покрытий на стальные детали изделий бытового назначения, например стиральных машин, газовых плит, микроволновых печей, посуды и т.
Изобретение относится к технологии эмалирования прозрачными эмалями поверхностей серебряных изделий и предназначено для использования в ювелирной промышленности. .
Защитные стекловидные покрытия для стали Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»
Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Дорофеева Анна Валерьевна, Семин Михаил Александрович
Получены эмалевые покрытия в системе PbO-B 2O 3-Sb 2O 3-Bi 2O 3-SiO 2, которые обеспечивают хорошее сцепление с металлической подложкой. Показано, что наилучшие результаты по совокупности всех исследуемых свойств эмалевых стекол, а именно физико-механических свойств, теплофизических к дальнейшему исследованию и применению можно рекомендовать состав № 2 и 3, с содержанием Sb2O3 от 15 до 10 масс.% и Bi2O3 от 10 до 15 масс.% соответственно, для нанесения на сталь .
Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Дорофеева Анна Валерьевна, Семин Михаил Александрович
Разработка ресурсосберегающей технологии защитных эмалевых покрытий с использованием отходов топливно-энергетического комплекса
Научно-техноэкономический подход и некоторые теоретико-экспериментальные разработки по использованию техногенных отходов в строительстве
Физико-химический подход к синтезу низкотемпературной бескобальтовой стекоэмали в качестве защитного покрытия
GLASSY PROTECTIVE COATINGS FOR STEEL
Received the enamel coatings in the system PbO-B 2O 3-Sb 2O 3-Bi 2O 3-SiO 2 which provide good adhesion with metal substrate. It is shown that the best results in the collection of all of the properties of glass enamel, namely physical-mechanical properties, thermo-physical properties, can be recommended for further study and application of composition number 2 and 3, with the content of Sb2O3 from 15 to 10 wt.% and Bi2O3 from 10 to 15 wt.% respectively, for the application of steel .
Текст научной работы на тему «Защитные стекловидные покрытия для стали»
А. В. Дорофеева, М. А. Семин*
ЗАЩИТНЫЕ СТЕКЛОВИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СТАЛИ
Получены эмалевые покрытия в системе PbO-B2O3-Sb2O3-Bi2O3-SiO2, которые обеспечивают хорошее сцепление с металлической подложкой. Показано, что наилучшие результаты по совокупности всех исследуемых свойств эмалевых стекол, а именно физико-механических свойств, теплофизических к дальнейшему исследованию и применению можно рекомендовать состав № 2 и 3, с содержанием Sb2O3 от 15 до 10 масс.% и Bi2O3 от 10 до 15 масс.% соответственно, для нанесения на сталь.
Ключевые слова: стекловидное покрытие; свинцовая эмаль; сталь; адгезия; кроющая способность эмали.
В современном мире требования к характеристикам различных материалов постоянно растут. Получение более долговечных, функциональных, энергоэффективных материалов связано с более ясным осознанием ограниченности земных ресурсов и ископаемых, а также с возрастающими потребностями человека.
При производстве бурового оборудования и металлических изделий: запорных устройств, сложных деталей трубопроводов,
гидротехнических стальных сооружений для отвода грунтовых вод не всегда экономически выгодно применять дорогостоящие нержавеющие стали, стойкие к действию химически агрессивных сред и атмосферной коррозии. В связи с этим, для защиты изделий из стали от коррозии и воздействий агрессивных факторов окружающей среды широко применяют различные защитные покрытия, которые позволяют существенно снизить расход дорогостоящих металлов и конечную стоимость изделий. Одним из видов применяемых защитных покрытий являются стекловидные эмали.
Для черных металлов разработаны многочисленные защитные стекловидные покрытия, они являются грунтовыми и высокотемпературными. Во избежание коробления стального изделия, необходимо снижать температуру нанесения. Этому требованию отвечают свинцовые эмали.
Свинецсодержащие эмали и покрытия получили широкое распространение. Эти эмали имеют хорошую растекаемость, а также достаточно высокую химическую стойкость. При обжиге свинцовых эмалей на границе металл-эмаль протекают химические процессы, которые создают прочное сцепление металла с основой. Высокая прочность сцепления, сочетание достаточной упругости эмали и пластичности металла, высокая химическая стойкость обуславливают применение свинецсодержащих эмалей для защиты изделий из стали. Однако
свинцовые стекла достаточно токсичные, поэтому целесообразно частично заменять оксид свинца на менее токсичные оксиды БЬ2О3 и В12О3. В изучаемых стеклах количество РЬО составляет 66 масс.%, в то время как в других стеклах оксида свинца используется до 90%.
Важным условием для сцепления эмали со сталью является наличие на ее поверхности оксидной пленки, которая образуется после нагревания в атмосфере воздуха. При понижении температуры масса пленки уменьшается. Минимальное значение массы пленки, при которой малоуглеродистую сталь считают пригодной для эмалирования составляет 2 мг/см2. Этому значению соответствует температура 550°С. При этой температуре свинцовые эмали обладают высокой прочностью сцепления с малоуглеродистой сталью [1].
Для обеспечения высокой прочности сцепления эмали с металлической подложкой необходимо выполнение следующих условий: подготовка поверхности металла; хорошее смачивание поверхности металла эмалевым расплавом; присутствие тонкой оксидной пленки на поверхности металла; на прочность сцепления влияет и режим обжига эмали. Если время обжига или температура недостаточны для того, чтобы успели пройти все процессы, ведущие к сцеплению, эмаль будет легко отделяться от металла [2].
Анализ литературных и патентных материалов показал, что около 75% эмалирован-ного химического оборудования выходит из строя в результате низких термомеханических свойств стеклоэмалевых покрытий. Поэтому этим свойствам было уделено особое внимание.
Для развития сцепления большое значение имеет состав эмали, определяющий поверхностное натяжение и коэффициент термического расширения. Для качественного сцепления ТКЛР эмали и металла должны быть близкими по значению (отличие менее 10%), в
противном случае возможно отслаивание эмали или коробление металла. Также одним из важнейших свойств является температура размягчения, позволяющая определить степень плавкости того или иного стекла. Для обычных стекол она лежит в интервале 500-600°С, а для легкоплавких - 250-400°С. Низкая температура размягчения стекол дает возможность использовать их в качестве покрытий и припоев для деталей не подвергающихся воздействию высокой температуры.
Стекла, применяемые для эмалирования стальных изделий, имеют сложные составы, что обусловлено необходимостью обеспечения оптимального сочетания физико-химических и технологических свойств таких стекол. Таким примером являются стекла, относящиеся к системе 8Ю2-В2Оз-Ш2Оз-РЬО. Зона ТКЛР этих стекол, лежит в пределах (90-130) 10-7 °С, что позволяет спаивать широкую гамму материалов: стекло, керамика, металлы. Оксид свинца, содержащий высокополяризуемый катион, способствует снижению температуры
размягчения и существенному понижению вязкости расплава; оксиды бора и кремния в зависимости от их соотношения способны существенно изменить температуру размягчения стекла. Стекла, содержащие в своем составе большое количество ВЬ03 обладают пониженной микротвердостью и повышенным ТКЛР. Для улучшения этих характеристик используют добавку Б^0з. Регулирование свойств стекла, а именно: ТКЛР, температуры начала размягчения, микротвердости производится путем увеличения содержания В120з за счет содержания Б^0з.
В результате анализа данных научной литературы были выбраны четыре состава стекол, в которых происходит изменение содержания В120з от 5 до 20 масс.% за счет уменьшения от 20 до 5 масс.%. Составы стекол приведены в таблице 1. Таблица 1
Составы экспериментальных эмалей
Время выдержки при максимальной температуре составляло 30 минут. Расплавы стекол отливали на стальную плиту, после чего проводился отжиг стекла при температуре 350 °С в течение 30 минут. У первого состава с содержанием 20% и 5% В120з наблюдалось устойчивое образование пены при варке вплоть до выработки, и также наблюдалась частичная объемная,
крупнокристаллическая кристаллизация в виде небольших разобщенных участков.
Изучение физико-механических свойств стекол показало, что с увеличение содержания В1203 от 10 до 20 масс.% за счет уменьшения содержания БЬ203 от 15 до 5 масс.% наблюдалось уменьшение микротвердости от 3710 МПа до 3120 МПа и довольно резкое увеличение плотности от 6390 до 6780 кг/м3. Полученные значения микротвердости и плотности представлены на рисунках 1 и 2.
Рис. 1. Зависимость микротвердости от содержания Bi2O3, Sb2O3, масс.%
№ состава Содержание оксидов, масс.%
PbO B2O3 B12O3 Sb2O3 S1O2
Состав №1 66 7 5 20 2
Состав №2 66 7 10 15 2
Состав №3 66 7 15 10 2
Состав №4 66 7 20 5 2
Варка стекла проводилась в электрической печи с силитовыми нагревателями при температуре T= 1100 °C в течение двух часов.
Рис. 2. Зависимость плотности от содержания КгОэ, 8Ъ20э, масс.%
Это происходит из-за замены катионов БЬз+ на более крупные и тяжелые катионы В1з+.
При введении ВЬ0з происходит замена преимущественно катионов БЬз+, на катионы В1з+, радиус которых больше в 1.2/0.9=1.3 раза (по Бокию). Соответственно увеличивается длина связи ка^0 и структура становится более рыхлой.
ТКЛР - это структурно-чувствительное свойство. И рост ТКЛР от 104 до 115 10-7град-1 связан с тем, что стекло насыщается более слабыми связями при замене катиона БЬз+ на катион В1з+. Это и наблюдается при замене катионов БЬз+ на более крупные и тяжелые катионы В1з+. На рисунке 3 представлена зависимость значений ТКЛР, 10-7град-1, от содержания В120з, ЗЬ20з, масс.%.
Рис. 3. Зависимость ТКЛР, 10-7град-1, от содержания КгОэ, 8Ъ20э, масс.% Изучение кристаллических свойств стекол с использование ДТА показало, что на дериватограммах составов стекол видны различные эффекты, связанные с увеличением температуры (рис.4.).
Рис. 4. Дериватограммы составов стекол №1-№4
Низкая температура начала размягчения составов является следствием большого содержания оксида свинца (РЬО = 66 масс.%). Связь РЬ - О менее прочная, чем связь - О, это свидетельствует о том, что свинцовые стекла более легкоплавкие, т.е. имеют более низкую температуру размягчения.
В составе 1 при 450 °С наблюдается поверхностная кристаллизация в виде сплошной толстой корки с частичным распространением кристаллов в глубь образца и при 550 °С -распространение кристаллизации по всему объему образца. В составе 4 наблюдается слабая поверхностная, в виде небольших разобщенных участков, кристаллизация при 545 °С и эти кристаллы довольно быстро растворяются.
Поскольку одно из основных требований - это химическая защита от коррозии при действии грунтовых вод, то мы определяем химическую устойчивость.
Изучение водоустойчивости исследованных стекол показало, что при увеличении содержания в их составах оксида Ы2О3 и уменьшении БЬ2О3 водостойкость понижается. Результаты эксперимента представлены на рисунке 5.
0.45 0.4 К 0-15 £ ~ 0,24 «ест С6СГМ2 - ■ (ОСТЯК* иЗ | | ||
5 10 1 Созгржанш ВЕ203гм Солржяннг 8Ь20Э, м г
Рис. 5. Зависимость потери в массе от содержания Б120э, 8Ъ20э, масс.% Один из возможных вариантов объяснения уменьшения химической стойкости может быть связан с увеличением ионных радиусов, происходящих при замене оксидов. Так как заряды ионов одинаковы, а радиус висмута в 1,3 раза больше радиуса сурьмы, то это приводит к относительному уменьшению прочности связи ка^О. Следовательно, химическая стойкость уменьшается.
Одним из важнейших параметров для эмалирования является кроющая способность, которая характеризуется краевым углом смачивания. Зависимость краевого угла смачивания от температуры представлена на рисунке 6.
Ы Состав N«2 Ы Состав №3 И Состав №4
Рис. 6. Зависимость угла смачивания экспериментальных эмалей от состава при различной температуре
По результатам опыта видно, что угол смачивания уменьшается при содержании Ы2О3 от 10 до 20 масс.% и Б^Оз от 15 до 5 масс.% в зависимости от температуры. Так как заряды ионов одинаковы, а увеличение ионных радиусов происходит в 1,3 раза, то длина связи ка^+-О увеличивается, соответственно прочность связи уменьшается. Соответственно уменьшается угол смачивания и увеличивается растекаемость. Так как в стекле 1 состава наблюдалось образование пены при варке, определить угол смачивания и растекаемость не удалось.
При изучении прочности сцепления методом термического удара были получены результаты, представленные на рисунке 7.
В состав 2 В состав 3 В состав4
Рис. 7. Зависимость потерь эмалевого покрытия (%) в зависимости от температуры при термоударе
Наиболее прочным сцеплением со сталью обладает эмаль с содержанием Sb2Oз от 10 до 5 масс.% и соответственно Bi2Оз от 15 до 20 масс.% (эмали составов 3 и 4), процент потерь составил 0,5 %. В то время как, при содержании Sb2Oз 15 масс.% и соответственно Bi2О3 10 масс.% (эмаль состава 2), процент потерь составил 1%. Следовательно с увеличением содержания Bi2Оз от 10 до 20 масс.% в составе эмали, улучшается прочность сцепления с металлом.
В ходе работы были исследованы следующие свойства: физико-механические (микротвердость, плотность); теплофизические (ТКЛР); кроющая способность (растекаемость); химическая стойкость; кристаллизационные свойства;
прочность сцепления методом термического удара.
Для получения эмали с заданными свойствами изменяли соотношение оксидов висмута за счет снижения содержания Sb2Oз от 20 до 5 масс.%.
На основании исследованных свойств можно сделать выводы, что полученные эмалевые покрытия в системе PbO-B2Oз-Sb2Oз-Bi2Oз-SiO2, обеспечивают хорошее сцепление с металлической подложкой.
На основании исследования структурно -чувствительных свойств было выявлено влияние содержания Sb2Oз и Bi2Oз на структуру исследуемых эмалей. С увеличением концентрации Bi2O3 и уменьшением концентрации Sb2Oз микротвердость уменьшается, а показания плотности монотонно увеличиваются. В то же время увеличение содержания Bi2O3 приводит к повышению значений ТКЛР и уменьшению значений краевого угла смачивания, что обеспечивает хорошее сцепление с металлической подложкой.
По совокупности всех исследуемых свойств эмалевых стекол, а именно физико-механических свойств, теплофизических к дальнейшему исследованию и применению можно рекомендовать состав № 2 и 3, с содержанием Sb2Oз от 15 до 10 масс.% и Bi2Oз от 10 до 15 масс.% соответственно, для нанесения на сталь
Дорофеева Анна Валерьевна студент кафедры химической технологии стекла и ситаллов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Семин Михаил Александрович к.т.н., доцент кафедры химической технологии стекла и ситаллов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
1. Варгин В.В. Технология эмали и эмалирования металлов.- М.: Стройиздат. - 1965. - С.91-104
2. Варгин В.В. Эмалирование металлических изделий. - Л., 1972. - С. 26-40.
Dorofeeva Anna Valer'evna, SeminMihailAlexandrovich*
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
GLASSY PROTECTIVE COATINGS FOR STEEL
Received the enamel coatings in the system PbO-B2O3-Sb2O3-Bi2O3-SiO2 which provide good adhesion with metal substrate. It is shown that the best results in the collection of all of the properties of glass enamel, namely physical-mechanical properties, thermo-physical properties, can be recommended for further study and application of composition number 2 and 3, with the content of Sb2O3 from 15 to 10 wt.% and Bi2O3 from 10 to 15 wt.% respectively, for the application of steel.
Key words: glassy coating; lead enamel; steel; adhesion; covering ability of enamel.
Стекловидное покрытие
Изобретение относится к составу стекловидного покрытия и может быть использовано для нанесения на изделия из керамики, металла. Стекловидное покрытие содержит, мас.%: SiO2 19,0-23,0; В2О3 7,0-11,0; BaO 25,0-31,0; MgO 3,0-7,0; MnO 1,0-3,0; CaO 33,0-37,0. Технический результат - повышение коэффициента термического расширения покрытия. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов стекловидных покрытий, используемых для нанесения на изделия из керамики, металла.
Известно стекло, содержащее, мас.%: SiO2 20,5-22,5; B2O3 32,0-38,0; BaO 27,0-35,0; MgO 5,5-7,5; ZrO2 1,0-2,0; MnO 5,0-7,0 /2/.
Задача изобретения состоит в повышении КТР стекловидного покрытия.
Задача решается тем, что в состав стекловидного покрытия, содержащего SiO2, B2O3, BaO, MgO, MnO, дополнительно вводят CaO, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 19,0-23,0; B2O3 7,0-11,0; BaO 25,0-31,0; MgO 3,0-7,0; MnO 1,0-3,0; CaO 33,0-37,0.
В таблице приведены составы стекловидного покрытия.
| Состав № | Компоненты, мас.%: | КТР, α10 -7 °С -1 | |||||
| SiO2 | B2O3 | BaO | MgO | MnO | CaO | ||
| 1 | 19,0 | 11,0 | 31,0 | 3,0 | 3,0 | 33,0 | 78±2 |
| 2 | 21,0 | 9,0 | 28,0 | 5,0 | 2,0 | 35,0 | 80±2 |
| 3 | 23,0 | 7,0 | 25,0 | 7,0 | 1,0 | 37,0 | 84±2 |
Стекловидное покрытие может быть получено следующим образом.
Компоненты сплавляют при 1300°С, расплав гранулируют. Массу размалывают с добавкой 0,1 мас.% электролита и 47,0 мас.% воды. Суспензию наносят на поверхность изделий и закрепляют обжигом при 900°С.
1. Патент Японии №1-138153, С03С 8/02, 1989.
2. Авторское свидетельство СССР №1578090, С03С 3/064, 1990.
Стекловидное покрытие, содержащее SiO2, В2О3, ВаО, MgO, MnO, отличающееся тем, что дополнительно содержит СаО при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 19,0-23,0; В2О3 7,0-11,0; ВаО 25,0-31,0; MgO 3,0-7,0; MnO 1,0-3,0; СаО 33,0-37,0.
Изобретение относится к области технологии силикатов, в частности к составам фриттованных глазурей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов.
Изобретение относится к области технологии силикатов, в частности к составам фриттованных глазурей, которые могут быть использованы в производстве майоликовых изделий.
Изобретение относится к составу глазури и может быть использовано в производстве облицовочной плитки, изразцов. .
Изобретение относится к составам фриттованной глазури, используемой для покрытия изделий из фарфора, фаянса. .
Изобретение относится к составам фриттованных глазурей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. .
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов фриттованной глазури, которая может быть использована, например, в производстве облицовочной плитки, изделий хозяйственно-бытового назначения.
Изобретение относится к области технологии силикатов, в частности к составам фриттованных глазурей, используемых для нанесения на керамические изделия, преимущественно, хозяйственно-бытового назначения.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов фриттованных глазурей, которые могут быть использованы, например, в производстве изделий бытовой керамики.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов фриттованной глазури, которая может быть использована для покрытия изделий из фарфора, фаянса.
Изобретение относится к технологии силикатов, в частности к составам стекол, которые могут найти применение в электронике. .
Стеклоэмаль — свойства покрытия
Стеклоэмаль – одно из лучших покрытий, предназначенных для защиты стали и других поверхностей от различных воздействий. Она используется в разных областях: от авиастроения до изготовления ювелирных изделий и покрытия бытовой техники. Стеклоэмаль дает возможность покрыть то или иное изделие сплошным защитным слоем, который бережет предмет от коррозии, агрессивных газовых сред, термических и атмосферных испытаний. Срок службы такого покрытия составляет не менее 50 лет.
Что такое стеклоэмаль
Материал, который мы знаем под названием стеклоэмали, или стеклянной эмали, получается методом плавления стекловидной застывшей массы на то или иное металлическое изделие. Одна из лучших основ для покрытия эмалью – это алюминий, однако она также используется для защиты золота, железа и других материалов.
Такой тонкий защитный слой имеет не только выдающиеся защитные свойства, но также способен преобразить внешний вид любой вещи. Богатая цветовая гамма, которую предлагает эмаль, позволяет улучшить внешний вид посуды, ювелирных украшений, элементов домашнего декора.
Состав стеклоэмали
Основной компонент, который обеспечивает стеклоэмали ее защитные свойства – это фритта. Она представляет собой стекловидное вещество, как правило, в форме гранул или волокон. Также туда входит кремнезем, окислы щелочных и щелочноземельных металлов. Помимо этого туда могут включаться окислы бора, циркония, олова, титана, алюминия.
Свойства стеклоэмали
Главные качества, которые определяют стеклянную эмаль как одно из лучших защитных покрытий для металлических изделий – это:
- Высочайшие показатели ударостойкости.
- Долговечность: общий срок службы защитного покрытия из стеклянной эмали превышает 50 лет, а срок службы без существенных изменений внешнего вида – более 10 лет.
- Выдающаяся коррозионная сопротивляемость. Эксперименты, в ходе которых проверялась реакция покрытия на уксусную кислоту, они показали потерю массы изделия не более чем на 0,24 мг на дм обработанной поверхности (при условии концентрации кислоты в 4%).
- Стеклоэмаль не накапливает статическое электричество, поэтому к ней не способна прилипать пыль. Это одинаково актуально как для дорожных знаков, размещенных на пыльных дорогах, так и для бытовых предметов и приборов, находящихся в квартире.
- Многообразие форм и цветов. Эмаль может быть представлена в любых цветах: от нейтрального белого до ярко-желтого или голубого. Метод наплавки позволяет покрывать изделия любых форм и конфигураций.
- Прекрасный внешний вид для любых изделий из металла. Стеклоэмаль добавляет им глянцевого блеска, который особенно хорошо смотрится в условиях яркого освещения. Также эмаль упрощает процесс очистки покрытых ей вещей: в нее не въедается грязь и жидкости.
- Стеклоэмаль обладает прекрасными электроизолирующими свойствами. Поэтому ее также нередко используют в качестве покрытия для трубчатых резисторов. Она наносится поверх проволочной обмотки, которая лежит на наружной поверхности керамических трубок.
Применение стеклоэмали
Рассмотрев основные технические характеристики этого материала, можно поговорить о том, для чего применяется стеклоэмаль. Сфера ее применения чрезвычайно широка: это связано с уже упомянутыми защитными свойствами такого покрытия, а также его способностью выдерживать огромные термические нагрузки.
Очень часто стеклоэмаль применяется для покрытия дорожных или любых других знаков, табличек, стальных баков и бойлеров, в авиастроении при покрытии деталей, требующих особой защиты. Особенное значение стеклянная эмаль приобретает при защите бытовой домашней техники. Эмаль нужна для того, чтобы защитить металл, в особенности сварные швы, от коррозии. Также ее используют для покрытия и защиты ювелирных изделий: брошек, кулонов, колец, нательных крестов. Некоторые виды производства, где происходит работа с различными емкостями и сосудами – например, в виноделии, используют также стеклоэмаль в качестве покрытия. Предприятия, занятые в нефтяной промышленности, также не пренебрегают этим материалом, покрывая им трубопроводы.
Перед покрытием изделие тщательно и равномерно обрабатывается, чтобы убрать все неровности. Если изделие этого требует, металл равномерно простукивается молотком. Нанесение эмали производится различными методами. Для этого может использоваться специальная горелка. Измельченные частицы стеклоэмали наносятся на покрываемое изделие вместе с пламенем горелки. Таким образом частицы материала под воздействием температур напыляются на изделие, и образуют плотную сплошную пленку глянцевого вида, которая и представляет собой готовое эмалевое покрытие.
Также для эмалирования может использоваться печь, способная достичь температуры в 800 градусов по Цельсию. Изделие вручную покрывается эмалевым порошком, затем помещается в печь, где происходит обжиг. После этого оно остывает, шлифуется, и уже считается готовым к использованию. При этом важно (особенно, если речь идет о декоративных предметах, например, панно) верно подобрать цвет с учетом его возможных изменений под воздействием температуры. К примеру, эмаль, которая выглядит желтой в куске, может стать оранжевой после обжига. Чтобы избежать таких недоразумений, обычно пользуются пробниками, которые позволяют спрогнозировать эффект.
Важно, чтобы перед нанесением эмали при использовании обоих методов поверхность изделия была тщательно высушена. В противном случае возможно такое явление как взрыв эмали.
Читайте также: