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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ изготовления высокопрочной оцинкованной стальной полосы | 1984 |
|
SU1224346A1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОС ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ | 2000 |
|
RU2187561C2 |
Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы | 1987 |
|
SU1482961A1 |
Способ производства тонкой высокопрочной стальной полосы,с покрытием из железоцинкового сплава | 1985 |
|
SU1303623A1 |
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ И СТАЛЬНАЯ ТРУБА С УКАЗАННЫМ ПОКРЫТИЕМ | 2022 |
|
RU2785211C1 |
Канат стальной оцинкованный и способ изготовления стальной канатной оцинкованной проволоки для каната | 2021 |
|
RU2779958C1 |
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА РЕЗЬБОВЫХ УЧАСТКАХ | 2003 |
|
RU2244094C1 |
Способ получения оцинкованной стальной полосы | 1990 |
|
SU1779267A3 |
Способ производства высокопрочной холоднокатаной стали | 2020 |
|
RU2751072C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЦИНКОВАННОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО НАНЕСЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ | 1999 |
|
RU2149717C1 |
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.
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.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
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 |
|
SU2A1 |
Шмитуг X., Боде Р., Эммерих Г | |||
Черные металлы | |||
Механизм для сообщения поршню рабочего цилиндра возвратно-поступательного движения | 1918 |
|
SU1989A1 |
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Заявка Японии N 5770269, кл | |||
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Бенякоский М.А., Гринберг Д.Л | |||
Производство оцинкованного листа | |||
- М.: Металлругия, 1973, с.57 - 91 | |||
Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
Способ производства высокопрочной оцинкованной стальной полосы | 1987 |
|
SU1482961A1 |
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Авторы
Даты
1997-06-27—Публикация
1993-02-10—Подача