Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла

Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла. Цель изобретения - повышение качества наплавленного металла; Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла содержит гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты 37-40%, щавелевую кислоту 0,4-1,7%, в.ермикулит вспучениый 54-58%, и алюминиевую пудру - остальное. Гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты () Si, применяемый в качестве связующего, частично склонен к поликонденсации „ Щавелевая кислота ( ) способствует дальнейшей поликонденсации частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты, что приводит к увеличению вязкости покрытия и равномерности распределения в нем алюминиевой пудры. Это обеспечивает хорошее качество нанесения покрытия и отсутствие дефектов сварки. Вермикулит вспученный образует со связующим эластичные структуры, которые повышают прочность покрытия и его качество, устраняя образование в нем. трещин. Щавелевая кислота за счет увеличения смачивающей способности связующего к наполнителю (алюминиевая пудра и вермикулит вспученный) способствует увеличению прочности покрытия. Вермикулит вспученный по- : вышает термостойкость покрытия. Окись кремния, содержащаяся в связующем, взаимодействуя с железом защищаемого металла, образует кремний, который , взаимодействуя с окислами железа (ржавчиной), восстанавливает их и тем самым повышает стойкость сварного шва против пористости от ржавчины . 2 табл. i СЛ О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1461610 А 1 (5ц 4 В 23 К 35/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4228412/31-27 (22) 13.04.87 (46) 28.02.89. Бюл. N 8 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.Т.Катренко, А.Г.Турчанин, В.Д.Кассов и А.А.Кузнецов (53) 621.791 .04(088.8); (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1007882, кл. В 23 К 35/36, 1981.

Евдокимов Н.И. и др. Защита поверхности металлов от брызг при сварке. — "Автоматическая сварка",1970, У 10, с.39-42. (54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТ НАЛИПАНИЯ БРЫЗГ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла. Цель изобретения — повышение качества наплавленного металла; Состав покрытия ддя защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла содержит гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты 37-40Х, щавелевую кислоту 0,4-1,7Х, вермикулит вспученный 54-58Х, и алюминиевую пудру— остальное. Гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты

Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла.

Целью изобретения является повышение качества наплавленного металла. (С Н О) Si применяемый в качестве связующего, частично склонен к поликонденсации. Щавелевая кислота (Н С gO ° 2Н О) способствует дальнейшей поликонденсации частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты, что приводит к увеличению вязкости покрытия и равномерности распределения в нем алюминиевой пудры. Это обеспечивает хорошее качество нанесения покрытия и отсутствие дефектов сварки. Вермикулит вспученный образует со связующим эластичные структуры, которые повышают прочность покрытия и его качество, устраняя образование в нем Я трещин. Щавелевая кислота sa счет увеличения смачивающей способности связующего к наполнителю (алюминиевая пудра и вермикулит вспученный) способствует увеличению прочности а покрытия. Вермикулит вспученный по-: вышает термостойкость покрытия. Окись фе ф кремния, содержащаяся в связующем, взаимодействуя с железом защищаемо- ©

ro металла, образует кремний, который, взаимодействуя с окислами желе- © за (ржавчиной), восстанавливает их

Эиий и тем самым повышает стойкость сварного шва против пористости от ржавчины. 2 табл. Тетраэтиловый эфир ортокремниевой кисло ты (С К О) S i выпускаемой согласно МРТУ 8-09-3074-66, используеч ся в производстве этилсилоксановой жидкости. Связующие свойства тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты лением воды.

2СФп ОН+ Н-0 - С- С вЂ” ДЦ,.

О О и

С Ц, 0- с С -0- С Н +Я Нд

Вода дополнительно гидролизует тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты с образованием силанола:

0 0 . 1! 11

:-Sii-О-С-С вЂ” Π— S i = Ф Ъ Н О-Ф ! : — ь - ОЙ С,H,ÎH+ íOOÑ -ГОО Н

55

3 14616 проявляет будучи частично гидролизованным. Экспериментально установлено, что наиболее ярко его вяжущие свойст". ва проявляются при степени гидролиза

40-507.. При степени гидролиза менее

40Х связующие свойства тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты уменьшаются из-за низкого содержания гидроксильной группы ОН. При сте- 1О пени гидролиза более 507 связующие . свойства падают вследствие образования 8 0, не обладающего связующим эффектом. Частично гудролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кис 5 лоты склонен к поликонденсации.

Щавелевая кислота Н С 04 2Н О (ГОСТ 5873-68 ) применяется в произ водстве полиэфиров.

Щавелевая кислота способствует 20 дальнейшей поликонденсации частично гидролизованного тетраэтилового эфи- ра ортокремниевой кислоты, что приводит к увеличению вязкости покрытия, и тем самым, равномерности распределения в нем алп1миниевой пудры. Получение нерасслаивающейся суспензии обеспечивает хорошее качество наносимых покрытий (без наплывов, залысин. подтеков), стабильно высокое ка- S0 чество металла шва без дефектов сварки, Щавелевая кислота является не только катализатором поликонденсации частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты, но и химическим реагентом, с которым связующее вступает во взаимодействие с образованием ацилоксипроизводных:

2=-31-0C22Д, Н-О-ё С рН

9 1-() — -1- -О-$1 =-2С Ц ДЦ и и

Наряду с этим возможно образование сложного эфира за счет вторичной 45 реакции спирта с кислотой с выде10

Это способствует дальнейшей реакции поликонденсации тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты в присутствии щавелевой кислоты:

81 ОН+НО $1 — э 81 0-81 = +H О

Вермикулит вспученный (ГОСТ 1286567), относящийся к уидрослюдам, обеспечивает при термическом воздействии электродных капель заполнение меж" зеренного пространства наполнителя, образует с SiO< частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты эластичные струк туры, которые повьппают качество покрытия, устраняя образование в нем трещин. Частично гидролиэованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты с концевыми гидроксильныии группами у атома кремния способен вступать в реакцию конденсации с поверх-, ностными кислыми гидроксильными группами вермикулита с образованием силоксан-силикатной связи:

$ ОН+НО S1 — ЗЕ О 31 — 1-1 0

Я где n — - полиэтилсилоксан

Эффект упрочнения от использования щавелевой кислоты в покрытии до стигается за счет увеличения смачивающей способности связующего (частично гидролизованного тетраэтипово« го эфира ортокремниевой кислоты) к наполнителю (алюминиевой пудры и вер микулита вспученного), что способст» вует образованию прочной связи. Вермикулит вспученный повышает термостойкость противосварочного покрытия.

Si0 содержащаяся в покрытии, взаимодействуя с атомами железа защищаемого металла, образует кремний:

В

810 „+2Ре мет 2РеОаокР +81мет который, взаимодействуя с окислами железа (ржавчиной), восстанавливает их и тем самым повышает стойкость .сварного шва против пористости от ржавчины:

Реф4 +28 3Fe + 28 iO

Частично гидролизованный тетра-этиловый эфир ортокремниевой кислоты и щавелевую кислоту наиболее це)46)6) 0 лесообразно вводить в состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла в диапазонах 37 — 40 и 0,4 — 1,7 мас.7. соответственно с точки зрения равномерности распределения Al в покрытии. Введение щавелевой кислоты в количестве более 1,7 мас.7, например

1,9 мас., приводит к черезмерному 10 увеличению вязкости покрытия. При введении частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты менее 37 мас.7., например

35 мас.7., покрытие не обладает достаточной прочностью и укрывистостью.

При введении щавелевой кислоты в ко,личестве менее 0,4 мас.7, например 0,2 мас., наблюдается осыпаемость покрытия. Введение частично гидро- 20 лизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты более 40 мас.%, например 42 мас.7, приводит к порообразованию в металле сварного шва в результате насыщения ванны газами, образующимися при деструкции органической составляющей.

При введении в покрытие вермикулита вспученного менее 54 мас.7, например 52 мас.7., в покрытии образуются крупные трещины, что связано со снижением пластифицирующего эффекта покрытия. При введении вермикулита вспученного более 58 мас.7., например 35

60 мас.7, наблюдается деформация покрытия .

В табл.2 приведены технологические и защитные свойства о пи сыв ае мог и известных покрытий на основе жидкого стекла.

Таким образом, предлагаемое покрытие (составы 2-4) позволяет повысить качество металла шва, стабиль." ность. горения дуги и устойчивость ее

40 возбуждения при хорошем качестве наносимых покрытий и высоких защитных свойствах.

Примеры конкретного выполнения состава для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла приведены в табл.1.

Оценка свойств покрытий приготовленных составов 1-5 была проведена при автоматической сварке в углекислом газе образцов из Ст.40 проволокой Св-08Г2С. Диаметр проволоки Змм.

Сварка осуществлялась на следующих режимах: Icy =720-740À, U =36-38В; с се =60 м/ч.

Определяли качество наносимых покрытий, их защитные свойства, устойчивость горения дуги, наличие дефектов в металле шва, наличие пор в металле шва.

Защитные свойства покрытий определяли по проценту трудноудалимых брызг на защищаемых металлических пластинах. При этом пластины с покрытиями предварительно выдерживали в течение

6 ч в атмосфере с влажностью 93-957.. i

Устойчивость горения дуги определяли по ее разрывной длине. Дефекты в металле шва определяли па наличию зашлаковок подрезов, пористость— визуально.

В тех же условиях испытывали известный состав покрытия, принятого за прототип, и состав покрытия-аналога (едкий натр 57 и водный раствор жидкого стекла - остальное).

Покрытие готовили следующим образом.

Предварительно гидролизованный те,траэтиловый эфир ортокремниевой кис лоты (степень гидролиза 40-50% ) за-! ,пивали в бак мешалки, насыпали алю- бб миниевую пудру, а затем вводили вермикулит вспученный. Перемешивали в течение 25 — 30 мин. Затем добавляли щавелевую кислоту и перемешивали 10—

15 мин.Полученные основы наносили на защищаемые участки. поверхности металла и просушивали в течение 20 — .

25 мин, после чего производили сварку

Формула и з о б р е т е н и я

Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий алюминиевую пудру, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла, он дополнительно содержит гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты, щавелевую кислоту, вермику-. лит вспученный при следующем соотношении компонентов состава, мас.X:

Гидролизованный тетраэтиловый эфир

1461610 ортокремниевой кислоты

Щавелевая кислота

Вермикулит вспученный

Алюминиевая пудра

37-40

0,4-1,7

54-58

Остальное

Таблица1

Содержание, мас.Х, в составе

1ЧГ

Компоненты, Гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты 35

Щавелевая кислота 0,2

Вермикулит вспученный

Алюминиевая пудра

37 39 40 42

0,4 0 9 1 7 1 9

60 58 56 54 52

Остальное

Таблица 2

Качество ТрудноудаПокрытие покрытий лимые брызги, Ж

Дефекты металРазрывная Порисдлина ду- тость ги, мм

Предлагаемое!

1 Неудовл.

18,9

Зашлаковки,подрезы

Нет и

Есть

Нет и !!

Есть и

18,6

25,1

37,5

44 1

Удовл.

Хорошее

Прототип

Аналог

Есть!! После выдерживания образцов в течение 6 ч в атмосфере с влажностью 93-95_#_.

Составитель Н.Гершанова

Редактор А.Маковская Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 631/12 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул, Гагарина 101 р 1

2, 3

Хорошее и и

Неудовл.

16,5

2,4

0,8

17

12,3

Зашлаковки; подрезы

То же

Нет

22,7

23,4

23,8

23;2