ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СТЕКЛОЭМАЛЬ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
ELECTROINSULATING GLASS ENAMEL FOR STAINLESS STEEL PRODUCTS

Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к электроизоляционным стеклоэмалям, и предназначено для изоляционного покрытия деталей из нержавеющей стали, в частности электродов генераторов озона. Для обеспечения работоспособности озонатора в условиях барьерного разряда необходимо, чтобы диэлектрическое покрытие обладало необходимым набором термомеханических свойств, обеспечивающих целостность покрытия и отсутствие трещин и сколов. Эффективность работы озонатора обеспечивается комплексом диэлектрических свойств стеклоэмалевого барьера.
2
2
3
2
3
2
2
2
2
3
3
3
6
Аналогом, наиболее близким по технической сущности, является состав, мас. %: SiO 20-25; BO 5-5,5; CaO 4,5-12; SrO 1-2; CoO 0,1-0,5; CdO 2-3; MnO 0,1-0,5; NiO 0,1-1; NaO 1-1,5; KO 3-4; CaF 4-5; CrO 0,5-0,8; MoO 0,5-0,8; NaAlF 0,1-0,5; BaO - остальное (Патент RU 2453513 C1, класс C03С 8/06, 2012 г.). Этот состав, по- видимому, наиболее совершенный из рассматриваемого класса эмалей, не свободен от недостатков. В частности, имеет недостаточную прочность сцепления с металлом на выпуклых участках малого радиуса и на массивных изделиях сложной формы с неоднородным температурным полем во время операции обжига эмали.
Задачей изобретения является повышение кроющей способности стеклоэмали путем улучшения прочностных характеристик системы «стекло-металл» без ухудшения ее диэлектрических свойств.
2
2
3
2
2
2
2
3
3
3
6
2
3
2
3
2
3
2
3
6
3
6
2
2
3
Указанный технический результат достигается тем, что электроизоляционная эмаль имеет следующий состав, мас. %: оксид кремния SiO 20-35; оксид бора BO 3-7; оксид кальция CaO 4-7; оксид стронция SrO 1,5 - 3; оксид кобальта СоО 0,5-1; оксид кадмия CdO 2,5-6; оксид марганца MnO 0,2-1; оксид никеля NiO 0,5-1; оксид натрия NaO 0-2; оксид калия KO 1-5; фторид кальция CaF 0-6; оксид хрома CrO 0,5-1; оксид молибдена MoO0,5-1; криолит NaAlF 5-8; оксид алюминия AlO 0,1-1,5; оксид бария BaO 45-55. Предлагаемый состав эмали отличается от известного наличием дополнительного компонента AlO, а общие для обоих составов компоненты CdO, BO, CaF и NaAlF имеют отличительные пределы содержания. Введение NaAlF совместно с CaF (или без него) и с AlO позволило расширить температурную зону устойчивости стекломатрицы от 700 до 900°C и выше, повысить кроющую способность эмали и устранить образование сколов на выпуклых участках малого радиуса и массивных деталях сложной формы. При этом сохранились высокие диэлектрические свойства стеклоэмали, которые подтверждаются отсутствием снижения эффективности синтеза озона в барьерном разряде повышенной частоты при испытаниях предлагаемой эмали в реальных условиях озонатора.
Примеры конкретных исполнений предлагаемого изобретения и прототипа приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Компонент
Состав предлагаемой стеклоэмали, мас. %
Состав прототипа, мас.%
1
2
3
4
5
SiO<sub>2</sub>
20
20
20,3
20
20,6
20-25
BaO
49,2
48,7
50,1
49,5
50,8
Остальное
CaO
4
4
4,1
4
7
4,5-12
SrO
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1-2
CdO
3,9
3,8
4
4
3,9
2-3
MnO
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1-0,5
NiO
0,9
0,9
0,8
0,8
0,9
0,5-1
K<sub>2</sub>O
2,9
2,9
1,7
1,7
1,8
3-4
Na<sub>2</sub>O
1,2
1,2
-
-
-
1-1,5
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
3,5
3,5
3,6
3,4
3,5
5-5,5
CaF<sub>2</sub>
3,9
3,8
4,1
4
-
4-5
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,5-0,8
MoO<sub>3</sub>
0,8
0,8
0,7
0,7
0,8
0,5-0,8
Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>
6,2
6
7,1
7
7,2
0,1-0,5
CO<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1-0,5
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,1
0,9
0,1
1,4
0,1
-
Температура начала оплавления эмали, °C
575
610
615
645
675
690
В качестве сырьевых материалов используют кварцевый песок, карбонаты: бария, кальция, кадмия, калия, натрия, борную кислоту, оксиды: марганца, никеля, кобальта, хрома, молибдена, алюминия, фторид кальция, криолит. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах и тщательно перемешивают. Готовую шихту засыпают в корундовые или шамотные (высокого качества) тигли и помещают в электропечь. Варку шихты производят при температуре 1220-1250°C с выдержкой при этой температуре в течение 30 минут. Грануляция расплава происходит в воде. Полученную фритту размалывают в шаровых мельницах для нанесения методом электростатического напыления. Изделия перед эмалированием проходят этапы обезжиривания, травления в кислотном растворе, тщательной промывки и сушки. Покрытие на изделия наносят послойно до толщины 0,3-0,8 мм. Обжиг каждого слоя проводят при температуре 800-870°C.