Способ нанесения антикоррозионного интерметаллидного покрытия методом термодиффузионного цинкования Российский патент 2020 года по МПК C23C26/00 

Описание патента на изобретение RU2738218C1

Изобретение относится к химико-термической обработке металлических изделий, в частности к диффузионному цинкованию, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

В настоящее время известны различные способы диффузионного цинкования.

Из патента RU №2386723 известен способ диффузионного цинкования, включающий подготовку поверхности детали, загрузку деталей в рабочую камеру вместе с порошкообразными компонентами, содержащими порошкообразный цинк, ваккумирование рабочей камеры и закачку инертного газа, нагрев рабочей камеры до рабочей температуры 350-450 С, что обеспечивает образование пленки заданной толщины.

В патенте RU 2180018 описан способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования, состоящий из цинковой смеси, включающей фракции игольчатой формы и шаровой формы, размером менее 63 мкм.

Термодиффузионное цинкование проводят в присутствии хлорида цинка (в заявленном изобретении - флюс), технологического инертного газа и активирующего вещества. Температура процесса при этом, составляет 300-450°С.

Известно цинкование, при котором также как и в заявленном способе, используют разрушаемую капсулу US 20180016482 A1, US 20090266454 A1.

Наиболее близким аналогом является патент RU 2500833, в котором описано изобретение, которое относится к химико-термической обработке металлических изделий, в частности к диффузионному цинкованию. Обрабатываемые детали размещают в контейнере регулярным образом в оснастке с опорными поверхностями, фиксирующей их и препятствующей их непосредственному контакту между собой и перемещению относительно друг друга при движении контейнера таким образом, что минимальное расстояние между обрабатываемыми поверхностями деталей составляет 3-5 мм. В процессе цинкования обрабатываемые детали могут совершать перемещения относительно опорных поверхностей оснастки в контейнере не более чем на 5-10 мм. Насыщающая смесь содержит кристаллы цинка чистотой 0,97-0,99% игловидной формы. Насыщающая смесь имеет гранулометрический состав в интервале 3-7 мкм, а ее масса составляет 1-4% от массы обрабатываемых деталей или 130-140% от массы требуемого покрытия на поверхности обрабатываемых деталей.

Технический результат изобретения заключается в увеличении срока службы изделия за счет исключения его коррозии и повышении производительности печи, в которой ведется диффузионное цинкование, а также в сокращении расхода цинка в расчете на единицу поверхности обрабатываемой детали.

Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа нанесения цинкового покрытия на металлические изделия термодиффузионным цинкованием, включающего загрузку обрабатываемых деталей в герметичный контейнер, загрузку в контейнер насыщающей цинкосодержащей смеси, заполнение полости контейнера инертным газом и нагрев. Согласно патентуемому решению, в качестве насыщающей цинкосодержащей смеси загружают двухкомпонентную цинковую смесь, при этом первый компонент в виде порошка цинка игольчатой формы размером 3-5 мкм загружают непосредственно в контейнер, а второй компонент в виде порошка цинка шаровой формы размером 20-25 мкм загружают в капсулу с разрушающимися при температуре 400±20°С стенками, помещаемую в контейнер одновременно с обрабатываемыми изделиями, причем количество первого компонента составляет 80% теоретического значения массы требуемой для покрытия поверхности обрабатываемых деталей внутренним слоем и 60% для покрытия внешним слоем, после чего в контейнер загружают флюс, подают инертный технологический газ и активирующее вещество, интенсифицирующее процесс адгезии, при этом процесс цинкования проводят в два этапа, сначала при нагреве до температуры 350-380°С с обеспечением формования внутреннего слоя цинка за счет адгезии цинка игольчатой формы к поверхности обрабатываемой детали, а затем после нагрева до температуры разрушения материала капсулы 400±20°С и освобождения упомянутого порошка цинка шаровой формы, обеспечивающего образование внешнего слоя покрытия.

Способ нанесения цинкового покрытия на металлические изделия термодиффузионным цинкованием осуществляют следующим образом:

- загружают обрабатываемые детали в герметичный контейнер на опорные поверхности, препятствующие их непосредственному контакту и обеспечивающие минимальное расстояние между деталями 3-5 мкм при обеспечении возможности перемещения относительно опорных поверхностей не более чем на 5-10 мм,

- одновременно загружают в этот же контейнер двухкомпонентную смесь, первый компонент которой представляет собой порошок цинка 0,97-0,99% чистоты игольчатой формы и размером кристаллов 3-7 мкм (предпочтительно 3-5 мкм) и второй компонент представляет порошок цинка шаровой формы размером 20-25 мкм, который загружают в капсулу с разрушающимися при температуре 400±20°С стенками. При этом количество первого компонента составляет 80% теоретического значения массы требуемой для покрытия поверхности обрабатываемых деталей и 60% для покрытия внешним слоем, - затем в контейнер загружают флюс, подают инертный технологический газ и активирующее вещество, интенсифицирующее процесс адгезии.

Процесс цинкования проводят в два этапа, сначала при нагреве до температуры до 350-380°С с обеспечением формирования внутреннего слоя цинка за счет адгезии цинка игольчатой формы к поверхности обрабатываемой детали, а затем после нагрева до температуры разрушения материала капсулы 400±20°С и освобождения цинка шаровой формы, обеспечивающего образование внешнего слоя покрытия.

Таким образом, особенностями заявленного изобретения является использование двухкомпонентной смеси, где только один из компонентов заключен в капсулу и шаровидные частицы цинка, составляющие второй компонент смеси, наносятся на внутренний слой, образованный игловидными частицами цинка.

Похожие патенты RU2738218C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ И СТАЛЬНАЯ ТРУБА С УКАЗАННЫМ ПОКРЫТИЕМ 2022
  • Сонк Алексей Николаевич
  • Цыбин Александр Игоревич
RU2785211C1
Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования изделий из титановых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из титановых сплавов 2017
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомин Владимир Фёдорович
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Фомина Елена Владимировна
RU2651087C1
СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, СПОСОБ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2013
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомин Владимир Фёдорович
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Савицки Лешек
RU2559391C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ ПУТЕМ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ 2012
  • Морозов Виктор Эдуардович
  • Петров Игорь Владимирович
  • Ярема Игорь Петрович
RU2500833C1
СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ И СПОСОБ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2014
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомин Владимир Фёдорович
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Савицки Лешек
RU2559386C1
СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2013
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомин Владимир Фёдорович
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Савицки Лешек
RU2574153C1
Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования стальных изделий 2016
  • Лешек Савицки
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомина Елена Владимировна
  • Пахомова Любовь Ивановна
RU2617467C1
Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования стальных изделий 2018
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Томов Вадим Николаевич
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Фомина Елена Владимировна
RU2680118C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ 2000
  • Фришберг И.В.
  • Исаков В.В.
  • Кишкопаров Н.В.
  • Джибладзе В.В.
  • Павлюкова О.Н.
  • Ландау М.Б.
RU2180018C1
СПОСОБ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ 2014
  • Бородин Геннадий Алексеевич
  • Добрынин Дмитрий Дмитриевич
  • Димаров Дмитрий Русланович
RU2557045C1

Реферат патента 2020 года Способ нанесения антикоррозионного интерметаллидного покрытия методом термодиффузионного цинкования

Изобретение относится к химико-термической обработке металлических изделий, в частности к диффузионному цинкованию, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, авиационной и других отраслях промышленности. Способ нанесения цинкового покрытия на металлические изделия термодиффузионным цинкованием включает загрузку обрабатываемых изделий в герметичный контейнер, загрузку в контейнер насыщающей цинксодержащей смеси, заполнение полости контейнера инертным газом и нагрев. В качестве насыщающей цинксодержащей смеси в контейнер загружают двухкомпонентную цинковую смесь. Первый компонент, в виде порошка цинка игольчатый формы размером 3-5 мкм, загружают непосредственно в контейнер, а второй компонент, в виде порошка цинка шаровой формы размером 20-25 мкм, загружают в капсулу с разрушающимися при температуре 400±20 оС стенками, помещаемую в контейнер одновременно с обрабатываемыми изделиями. Процесс цинкования проводят в два этапа, сначала при нагреве до температуры 350-380 оС с обеспечением формирования внутреннего слоя цинка, а затем после нагрева до температуры разрушения материала капсулы 400±20 оС и освобождения упомянутого порошка цинка шаровой формы, обеспечивающего образование внешнего слоя покрытия. Обеспечивается увеличение срока службы изделия за счет исключения его коррозии и повышение производительности печи, в которой проводят диффузионное цинкование, а также сокращение расхода цинка в расчете на единицу поверхности обрабатываемой детали.

Формула изобретения RU 2 738 218 C1

Способ нанесения цинкового покрытия на металлические изделия термодиффузионным цинкованием, включающий загрузку обрабатываемых деталей в герметичный контейнер, загрузку в контейнер насыщающей цинкосодержащей смеси, заполнение полости контейнера инертным газом и нагрев, отличающийся тем, что в качестве насыщающей цинкосодержащей смеси загружают двухкомпонентную цинковую смесь, при этом первый компонент в виде порошка цинка игольчатой формы размером 3-5 мкм загружают непосредственно в контейнер, а второй компонент в виде порошка цинка шаровой формы размером 20-25 мкм загружают в капсулу с разрушающимися при температуре 400±20°С стенками, помещаемую в контейнер одновременно с обрабатываемыми изделиями, причем количество первого компонента составляет 80% теоретического значения массы, требуемой для покрытия поверхности обрабатываемых деталей внутренним слоем, и 60% для покрытия внешним слоем, после чего в контейнер загружают флюс, подают инертный технологический газ и активирующее вещество, интенсифицирующее процесс адгезии, при этом процесс цинкования проводят в два этапа, сначала при нагреве до температуры 350-380°С с обеспечением формования внутреннего слоя цинка за счет адгезии цинка игольчатой формы к поверхности обрабатываемой детали, а затем после нагрева до температуры разрушения материала капсулы 400±20°С и освобождения упомянутого порошка цинка шаровой формы, обеспечивающего образование внешнего слоя покрытия.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2738218C1

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ ПУТЕМ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ 2012
  • Морозов Виктор Эдуардович
  • Петров Игорь Владимирович
  • Ярема Игорь Петрович
RU2500833C1
СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ И СПОСОБ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2014
  • Гурьев Владимир Анатольевич
  • Фомин Владимир Фёдорович
  • Пахомова Любовь Ивановна
  • Савицки Лешек
RU2559386C1
Способ проверки соосности резьбовых поверхностей, расположенных на концах длинных цилиндрических изделий 1947
  • Левицкий В.К.
SU72820A1
CN 102168244 A, 31.08.2011.

RU 2 738 218 C1

Авторы

Сонк Алексей Николаевич

Петров Игорь Владимирович

Ярема Игорь Петрович

Даты

2020-12-09Публикация

2019-08-22Подача