СПОСОБ ОТЖИГА ОЦИНКОВАННОЙ ТОНКОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ Российский патент 1997 года по МПК C21D8/02 C21D9/48 

Описание патента на изобретение RU2082767C1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к технологии производства стальных листов с покрытием для глубокой вытяжки. Подобный материал находит широкое применение в автомобилестроении, в особенности, для деталей наружной обшивки, подверженных атмосферной коррозии. В последние время для защиты от коррозии все чаще используется железоцинковое покрытие типа "гальванил" (Виткин А.И. Тейндл И.И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. М. Металлургия, 1971), получаемое путем цинкования с последующим диффузионным отжигом.

Преимуществом этого покрытия по сравнению с цинковым является лучшая способность к сварке и окраске, а также повышенная прочность к ударам камней и царапанию. (Шмиту Х. Боде Р. Эммерих Г. Черные металлы, 1989, с. 4-10).

Известен способ получения железоцинкового покрытия в одной линии с горячим цинкованием, включающий диффузионный отжиг оцинкованной полосы при 540-600oC в течении 10 с и последующую термообработку при 150-330oC 5-120 с для выделения углерода. Однако, как показали эксперименты, указанный режим отжига не обеспечивает необходимой полноты превращения слоя цинка на поверхности. Кроме того, полученные листы характеризуются относительно невысокой способностью к вытяжке. Наконец, совмещение трех процессов, горячего цинкования и двух последующих отжигов, в одной установке создает значительные технологические трудности и затрудняет реализацию технологии (Заявка Японии N 57-70269, C 21 D 9/46, 1982).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ, в котором требуемые характеристики покрытия достигаются отжигом в агрегате непрерывного действия при 600-660oC в течение 10-60 с.

Однако, получаемое таким путем железоцинковое покрытие состоит преимущественно, из соединений, богатых железом (20-30%) и потому не обладает необходимыми показателями пластичности и коррозионной стойкости. Дело в том, что указанный способ-прототип направлен на получение высокопрочной стали, не подверженной в готовом состоянии пластической деформации. Поэтому ни к металлу, ни к покрытию не предъявлялись требования по пластичности (авт. св. СССР N 1482961, C 21 D 8/00, 1989).

В заявляемом способе технический результат, получение железоцинкового покрытия с высокими показателями пластичности и коррозионной стойкости, достигается регламентацией температурно-временных параметров отжига с привязкой их к атмосфере печи.

1. Общая продолжительность отжига устанавливается в зависимости от температуры Т в интервале 540-660oC.

τ = 0,01(1500-2T), мин
2. Отношение времени нагрева к времени изотермической выдержки зависит от атмосферы отжига и составляет 0,3-0,4 на воздухе и 0,5-0,6 в среде защитного газа.

Указанные зависимости установлены опытным путем и основываются на фазовых превращениях в поверхностном слое оцинкованной стали. Высокие адгезия, пластичность и сопротивление коррозии термодиффузионного железоцинкового слоя обеспечиваются δ-фазой (FeZn7), содержащей 7-12% Fe. Эта фаза образуется при кратковременном нагреве в относительно узком температурном интервале. Повышение температуры или удлинение выдержки приводит к увеличению в поверхностном слое доли Т-фазы (Fe5Zn21), отличающейся низкой адгезией и повышенной хрупкостью. Снижение температуры и/или сокращение выдержки не обеспечивает полноты превращения цинка.

С учетом высказанных соображений в предлагаемом способе оптимальным температурным интервалом отжига при использовании непрерывных протяжных печей является 540-660oC. Этот параметр служит общим признаком известного и заявляемого способов.

Отличительными признаками являются приведенные выше зависимости выдержки от температуры и соотношение времени нагрева и выдержки при отжиге в различных атмосферах. В основе последней закономерности лежит замедление взаимодействия цинка с железом в присутствии кислорода воздуха.

Совокупность известных и отличительных признаков предлагаемого технического решения обеспечивает получение покрытия с высокой адгезией, пластичностью и коррозионной стойкостью, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критериям изобретения "новизна", "положительный эффект", "существенные отличия".

Проверку разработанной технологии осуществляли в лабораторных и полупромышленных условиях из стали 08Ю, предназначенной для сложной особо сложной вытяжки по ГОСТ 9045-80. Холоднокатаный прокат толщиной 0,8 мм подвергали горячему цинкованию в агрегате непрерывного горячего цинкования Череповецкого меткомбината по существующей технологии с получением покрытия толщиной 12-15 мкм. Диффузионный отжиг оцинкованной полосы с варьированием температурно-временных режимов осуществляли в лабораторных камерных и цеховых протяжных печах.

Ускоренные коррозионные испытания обработанного металла проводили в растворе 50 г/л NaCl с добавкой H2O2 по ГОСТ 8.021-74 до появления продуктов коррозии железа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, оптимизация длительности отжига оцинкованного проката в диапазоне температур 540-660oC и регламентация отношения времени нагрева и времени изотермической выдержки обеспечивают уменьшение скорости коррозии в 2-3 раза.

Одновременно полученное по предлагаемому способу покрытие не отслаивается при штамповке, хорошо сваривается и окрашивается, что позволит успешно применять листы с таким покрытием в автомобилестроении. Предлагаемый способ не требует специального оборудования и может быть осуществим в любом листопрокатном цехе, имеющем протяжные печи.

Похожие патенты RU2082767C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления высокопрочной оцинкованной стальной полосы 1984
  • Осмонов Усонбек Касмакунович
  • Липухин Юрий Викторович
SU1224346A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ 2000
  • Ламухин А.М.
  • Кузнецов В.В.
  • Мараева С.Н.
  • Луканин Ю.В.
  • Рябинкова В.К.
  • Степанов А.А.
  • Артюшечкин А.В.
  • Трайно А.И.
RU2187561C2
Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы 1987
  • Осмонов Усонбек Касмакунович
SU1482961A1
Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы,с покрытием из железоцинкового сплава 1985
  • Осмонов Усонбек Касмакунович
  • Липухин Юрий Викторович
  • Полухин Владимир Петрович
  • Пименов Александр Федорович
  • Булатников Евгений Иванович
SU1303623A1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ И СТАЛЬНАЯ ТРУБА С УКАЗАННЫМ ПОКРЫТИЕМ 2022
  • Сонк Алексей Николаевич
  • Цыбин Александр Игоревич
RU2785211C1
Канат стальной оцинкованный и способ изготовления стальной канатной оцинкованной проволоки для каната 2021
  • Протопопова Наталья Владимировна
  • Кушкина Елена Юрьевна
RU2779958C1
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА РЕЗЬБОВЫХ УЧАСТКАХ 2003
  • Арустамов С.С.
  • Евдокимов В.С.
  • Проскуркин Евгений Васильевич
RU2244094C1
Способ получения оцинкованной стальной полосы 1990
  • Осмонов Усонбек Касмакунович
SU1779267A3
Способ производства высокопрочной холоднокатаной стали 2020
  • Губанов Олег Михайлович
  • Шкатов Максим Игоревич
RU2751072C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЦИНКОВАННОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО НАНЕСЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ 1999
  • Коньшин А.П.
  • Кляпицын В.А.
  • Фридкин Е.А.
  • Угаров А.А.
  • Цуканов Ю.А.
  • Казаков В.В.
  • Володин В.А.
  • Федорищев А.Д.
  • Рогачев В.В.
RU2149717C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 082 767 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ОТЖИГА ОЦИНКОВАННОЙ ТОНКОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к технологии получения диффузионных защитных покрытий на тонкой стальной полосе. Технический результат - повышение коррозионной стойкости железоцинкового покрытия, полученного отжигом оцинкованной полосы. Холоднокатаный прокат толщиной 0,8 мм подвергают горячему цинкованию с получением покрытия 12-15 мкм. Диффузионный отжиг оцинкованной полосы проводят при 540-660oC с регламентированным временем выдержки исходя из уравнения δ = 0,01(1500-2T), где: T - температура отжига. Кроме того регламентируют соотношение длительности нагрева с длительностью изотермической выдержки: 0,3-0,4 при отжиге на воздухе и 0,5-0,6 в среде защитного газа. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 082 767 C1

Способ отжига оцинкованной тонкой стальной полосы, включающий нагрев до 540 660oС с заданной продолжительностью нагрева и изотермической выдержкой, отличающийся тем, что продолжительность нагрева и выдержки устанавливают исходя из выражения
τ = 0,01(1500-2T),
где τ -- продолжительность нагрева и выдержки;
Т температура нагрева;
а отношение времени нагрева и длительности изотермической выдержки зависит от атмосферы и составляет 0,3 0,4 на воздухе и 0,5 0,6 в среде защитного газа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2082767C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Виткин А.И
, Тейндл Н.И
Металлические покрытия листовой и полосовой стали
- М.: Металлургия, 1971
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Шмитуг X., Боде Р., Эммерих Г
Черные металлы
Механизм для сообщения поршню рабочего цилиндра возвратно-поступательного движения 1918
  • Р.К. Каблиц
SU1989A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Заявка Японии N 5770269, кл
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Бенякоский М.А., Гринберг Д.Л
Производство оцинкованного листа
- М.: Металлругия, 1973, с.57 - 91
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы 1987
  • Осмонов Усонбек Касмакунович
SU1482961A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 082 767 C1

Авторы

Цырлин М.Б.

Григорьев Л.Г.

Соколова Т.А.

Цейтлин А.М.

Тишков В.Я.

Кузькина Т.А.

Шалюгин Е.А.

Пахалуев В.М.

Кетов Д.Ю.

Кирицева Е.Н.

Даты

1997-06-27Публикация

1993-02-10Подача