Способ нанесения металлических покрытий Советский патент 1993 года по МПК C23C2/38 

Изобретение относится к технике горячих (жидкофазных) способов нанесения металлических покрытий, преимущественно, на стальные трубы, баллоны, радиаторы и другие изделия с внутренними каналами в металлургии, машиностроении и в строительной индустрии.

Целью изобретения является повышение качества покрытия, расширение технологических возможностей, повышение надежности работы ванны с расплавом металла покрытия.

Поставленная цель достигается в споср- бе нанесения металлических покрытий, пре- имуществе.ннр на трубы и изделия с внутренним каналом, включающим химическую очистку, предварительный нагрев в защитной атмосфере, обработку в расплаве флюса, находящемся в отдельной ванне, погружение в расплав металла-покрытия .и скоростное охлаждение, в котором, согласно предлагаемому способу, обработку в расплаве флюса и в расплаве металла-покрытия осуществляют в защитной среде, а в качестXI

ю

jsQ 00

ю

JOO

ico

ве защитной среды используют инертный газ, причем в расплаве флюса изделия до- ревают до рабочей температуры расплава металла-покрытия или выше ее. Кроме того, в качестве защитного газа применяют тех 5 нический азот и при нанесении алюминий- цинкового покрытия, содержащего 55% алюминия, 43,5% цинка и 1,5% кремния, предварительный нагрев производят до 350-470 С и догрев в расплаве флюса до. 1О

,-;:v ;;; ::-t:,;;;,... .;;. - - -.Г--JПёед|Ц1Га/ё..пр р6б может быть про иллюстрирован следующим примером-конкретного осуществления,V

Нанесение покрытий по предлагаемому ,15. способу и по п рототипу производили на образцы-трубки 021,3x2,5 мм длиной ЩЮммиз стали маркй 8К|1 :.V TV-- :

Обработку образцов производили еле- . дующим образом: обезжиривали в щелоч- 20 ном растворе с ТМС; промывали; травили в 15-20% HCl; промывали. Обрабатывали в ;... 35%-ном растворе состава, мае.%: ... ЦС1 ;г:.-: 25 --/-.

NaFУ 7 25

т45 ..- -. : ZnCI .Л. -: ,..,,:- . 23 ,:::Л;:.;Л: Сушили пр:и150-1800С.: :

Подготовленные таким образом образа цы обрабатывали по вариантам: нагрев в 30 атмосфере технического азота до темпера- УР 300-4200С; выдержка во флюсе-расплаве 20-200 с при температуре расплава 52р°С; цинкование 15с при 4700С; охлажде35

ние погружением в воду..

Применяли 100% расплав флюса указанного выше состава (температура плавления 350-376QC).;

Нанесение алюминийцИнкоаого покрытия типа гальвалюм по предлагаемому способу: Нагрев в атмосфере технического азота до 350-470° С. В ы держка в 100 % фл ю- се-расплаве состава, мае. %:

NaCIt3

KCI48

KF3

NaF3

AIF3 V3 в течение 15-190 с при 650°С.

Температура плавления расплава 500- 520°С. . .

Погружение в расплав металла покрытия состава, мае. %:

Zn43,5

Si1,5 при 600°С в течение 10 с. Охлаждение в струе воздуха.

Цинкование по прототипу.

5 О

J5.

. 0 ;... .

5

0

5

0

5

0

55

Погружение образцов в расплав цинка при 470°С через слой 15 мм 100% флюса- расплава указанного состава. Охлаждение погружением в воду.

Качество обработки оценивали следующим образом: по визуальному осмотру (отсутствие непрокрытых пятен, точек); по толщине слоя интерметаллидов, определяемой металлографическим способом.

Потери Цветного металла в гартцИнк оценивали по содержанию железа в нижней части расплава цинка (по химическому анализу). Содержание железа в нижней части расплава флюса определяли путем химиче- ckoro анализа, . : ;;: Результаты сравнений предлагаемогр споёоба и прототипа представлены в табли- .це. ,;::- ;У:.:.; v;; :;U;;.v;;v/й/:;:; -: ;v:; : ..- -:v . .- Для цинкования и нанесения алюми- нййцинковыхпокрытий по предлагаемому способу время в дёржки вi расплаве металла покрытия составлять даже 3-5 с, что практически не вОз ожн/б осуществить при покрытиях труб. В jd же время, по прототипу, врб(й; цййковйния, необходимое для фор:мирОВ1аКйя покрытия, составляет

,,}

При нанесении алюминийцинковых и цинкалюминиевых покрытий способ по прототипу (мокрый) нецелесообразен из-за значительных газовыделений - хлорида

алЮМиния.--:.:-; -:::; V; .:; ;5;-./ .;:; .ч: :,V : . : ..- ... .

Из изложенного следует, что предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности (наносит алюминййцинковые покрытия); повышает качество (пластйч- .ность) покрытия за счет снижения толщины диффузионного слоя с 20-22 ,мкм (по прототипу) до 6-7 мкм ис 10-12 мкм (при нагреве до температуры ниже температуры плавления расплава флюса) до 6-7 мкм, В последнем случае снижение толщины промежуточного слоя достигается за счет образования меньшего количества продуктов коррозии обрабатываемого изделия при кратковременном пребывании его в расплаве флюса, вносимых в расплав металла покрытия и частично остающихся в покрытии в виде железоцинковых фаз, частично переходящих в расплав в виде гартцинка. Кроме того, повышает производительность обработки, снизив время, необходимое для формирования покрытия до минимально возможного практически (3-15 с) вместо 70 с, а также время, затрачиваемое на прогрев изделия в расплаве флюса с 200 с до 20 с; снижает расход цветных металлов и солей (снижение массы гартцинка в расплаве металла и дроса в расплаве флюса), о котором

свидетельствует снижение содержания железа в нижней части расплава металла с 11,4 частей до 9 (при нагреве ниже температуры плавления флюса) и 6,5 мастей (предлагаемый состав) и в расплаве флюса с 22 частей при длительном до 3 частей при кратковременном нагреве. Снижение расхода дости гаётс я и при уменьшении уноса с легколетучими соединениями, образующимися при постоянном контакте расплава флюса с расплавом металла (прототип); уменьшает вредные выбросы (за счет снижения газовыделений в закрытой системе с защитной атмосферой технического азота).

Кроме того, нагрев в атмосфере технического азота с кратковременным догревом во флюсе-расплаве, также находящемся в контакте с защитной газовой средой, позволяет снизить коррозионное воздействие флюса не только на обрабатываемую сталь, но и на материал оборудования и футеровку ванны, снизив соответствен но потери флюса в дрос. При этом кратковременный до- грев труб во флюсе-расплаве целесообразен при электродном нагреве фл юса-расплава, а п ред варител ь ный нагрев труб-индукцйонным способом.

Предлагаемый способ может найти широкое применение при производстве труб с коррозионностойкими покрытиями, в первую очередь, при производстве водОгазОп- роводных труб 0 23-114 мм с алюминийцинковымй покрытиями, при цинковании или элиминировании баллонов (с

целью длительного хранения особочистых газов и жидкостей; не реагирующих с данными металлами) и батарей водяного отопления (с целью защиты от коррозии).

5Ф о р му л а и з о.б р е т е м и я

1. Способ нанесения металлических покрытий преимущественно на трубы и изделия с внутренним каналом, вйяючающий химическую очистку, предварительный на0 грев в защитной атмосфере, обработку в расплаве флюса, находящемся в отдельной . ванне, погружение в расплав металлопок- рытия и скоростное охлаждение, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения

5 качества покрытия, расширения технологи- ческцх возможностей и повышения надежности в работе ванны с расптгавом металла-покрытия, обработку в расплаве флюса ив расплаве металла-покрытия осу0 ществля ют в защитной среде, а в качестве защитной среды используют инертный газ, причем в расплаве флюса изделия догрева- ютддрабрчей температуры расплава металла-покрытия или выше её;

5 2. Способ по п. 1, о тли ч а ю щ и и с я тем, что в качестве инертного газа испол ьэу- : Ют технический азот.

3, Способ по пп. 1 и 2, от л и ч а ю щ и- й с я тем, что при нанесении алюмоцинково0 го покрытия, содержащего 55% алюминия, 43,5% цинка и 1,5% кремния, предварительный нагрев протводят до 350-4700С и до- фев в расплаве флюса - до 640-650°С при температуре плавления флюса 500-520°С.

5 - - .... .;

Сущность изобретения: способ нанесения металлических покрытий, преимущественно, на трубы и изделия с внутренним каналом включает химическую очистку, предварительный нагрев в защитной атмосфере, обработку в расплаве флюса, находящемся в отдельной ванне, погружение в расплав металла-покрытия и скоростное охлаждение, причем обработку в расплаве флюса и в расплаве металла-покрытия осуществляют в защитной среде, в качестве которой используют инертный газ, в частности технический азот, в расплаве флюса изделия подогревают до рабочей температуры расплава металла-покрытия или выше ее. При нанесении алюминоцинкового покрытия, содержащего 55% алюминия, 43,5% цинка и 1,5% кремния, предварительный нагрев производят до 350-470°С, и догрев в расплаве флюса до 640-650°С при температуре плавления флюса 500-520°С. 2 з.п. ф- лы, 1 табл.