Способ нанесения покрытий Советский патент 1978 года по МПК C23C1/00 

1

Изобретеиие отпоситея к области нанееения металлических покрытий погружением изделия в раеилав металла.

Известен способ нанесения металлических покрытий из легкоплавких металлов и сплавов на проволочные или ленточные изделия, включающий флюсование изделия, ненрерывное нропускание его через расплав с температурой 1,25-1,75 от температуры плавления и последующее охлаждение 1 .

Цель изобретения - увеличение толщины нолучающегося покрытия, улучшенне его структуры и повышение производительиости процесса.

Это достигается тем, что изделия, материа.пом которых может быть медь, еталь, сверхироводянше еплавы, перед пропусканием через расплав охлаждают температуры от -40 до -196°С при времени его контакта е расплавом 0,5-5,5 с.

В качестве хладагентов может быть исиользован жидкий азот или его нары, жидкие углеводороды- фреон, этан, этилен, нронан, нронилеп, твердая углекислота в смеси с органическими растворителями, например со спиртом. Наиболее предпочтительным, с точки зрения практического применения, является жидкий азот или его пары. При погружении охлажденного изделия в расплав вследствие больпюй разности температур между изделием и расплавом форм фуется более толстое пок1)ытие, иричем Б этом случае вследствие низкой температуры подложкп образующееся покрытие имеет более мелкозернистую структур}-, чем в нзвестном способе, и при выходе из ванны оно медленнее охлаждается, что способствует большему выравниванию покрытия но 1оли1ине. В этом случае скорость перемещения изделия в ванне может быть повышепа до 50 г/мип, что обеспечивает новыщение производительности процесса.

В качестве матернала нокрытпя могут использоваться легкоплавкне металлы, например индий, олово, и сплавы, например индий-кадмий -нинк-ол ОБО, олоБО-свинен. олово-свинецсурьма и др.

Предложенный способ обеспечивает полученне г;1адких равиомерных покрытий толнгиной до 30-40 мкм, пмею1цих хорошую адгезию с осиоБО. Так, ири многократном изгибе образна под углом 180 отслоения иокрытия не наблюдалось вплоть до излома.

Пример 1. Медную проволоку диаметром 0,7 мм непрерывно пропуекают через ванну с флюсом, содержащнм, вес. %:

Снирт этиловый50

Этиленглнколь46

Гидразин солянокислый4

После этого ее охлаждают в парах жидкого азота до температуры -40°С и пропускают

через расплав прпаоя ПОССУ 30-2 с температурой 350°С при скорости движения проволоки 5 м/мин и времепи контакта с расплавом 3,5 с. В результате получают покрытие толщиной 13 мкм при степепи неравномерности 6% и плотности 9,69 г/см. В этих же условиях при температуре проволоки в момент погружения в расплав с температурой 20°С получают покрытие толщиной 10 мкм при степени неравномерности 8% и той же нлотности.

При температурах охлаждения выше -40°С указанный вып1е эффект не наблюдается. Так, при охлаждении до -25С при сохранении остальных параметров процесса толщина покрытия составляет 11 мкм при степепи неравномерности 9%.

При спижении температуры охлаждения до - и тех же режимах пропесса получают покрытие толщиной 25 мкм и степени неравномерности 6% с сохранением оетальных качественных характеристик покрытия (адгезии, плотности, эластичности и др.) на том же уровне.

При увеличении скорости движения проволоки до 70 м/мин, времени контакта с расплавом до 0,5 с и температуре изделия получают выеококачественное покрытие толщнной 46 мкм и степени перавномерпости 13%, тогда как при отсутствии охлаждения покрываемого изделия толидина покрытия не превыП1ает 36 мкм при степенн нерав)шмериости 37%.

П р и jM е р 2. Наносят индиевое покрытие на проволоку из сверхпроводяпдего сплава НТ-50. Проволоку обезжиривают, как указапо в примере 1. После этого проволоку охлаждают жидким азотом до -196°С и погружают в расплав индия с температурой 210°С при скорости перемещеиия в расплаве 10 м/мин н времени контакта с расплавом 2,3 с. В этом случае толщина покрытия составляет 22 мкм при степени иеравномерности 7%.

При отсутствии охлаждения и температуре проволоки 20°С в тех же условиях получают покрытие толщиной 8 мкм при степени неравномерности 8%.

Время К(лггакта с рас;1лавом Bi)iu;i))aio-i к пределах от 0,5 до 5,5 с, так как при выдержке менее 0,5 с стенень неравпомерноети покрытия достигает 70%, т. е. такое покрытие ненригодио для практичееких пелей. В случае увеличения времени ко)ггакта более 5,5 с указанный положите,1ьны 1 эффект не достигается. Иапример, при времени контакта 8 е (скорость движения проволоки 2 м/с) как при охлаждсиии до , так и без него покрытия имеют одни и те же качественные характеристики.

Кроме того, предварительное охлаждение покрываемого изделия уменьшает растворение носледиего в раснлаве и соответственно ограничивает образование интерметаллических соединений на границе основа - покрытие и загрязнение расплава.

Так, например, после 10 ч работы ванпы с расплавом индия температуре 210°С, в котором покрывается медная проволока диаметром 0,8 мм, количество загрязнений в расплаве незначительно по сравнению с количеством загрязнений при отсутствии предварительного охлаждения покрываемой поверхности. Это, в свою очередь, повьппает коэффициент использования припоя, уменьшает количество чиеток BaiHibi, что тоже повышает производите.чь1К)СТ;, и)ои,есса.

Ф о р м у л а и 3 о б р с т е н и я

Снособ нанесения покрытий из легкоилавких металлов и силавов на проволочные или леиточиые изделия, включающий флюсование изделия, непрерывное пропускание его через расплав с температурой 1,25-1,75 от темпера, туры плавления и последующее охлаждение, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения толн;и11ы нокрытия, у.чучшеиия его етруктуры и иовышения производительности процесса, изделие перед пропусканием через расплав охлаждают до температуры от -40 до -196°С при времени контакта с расплавом 0,5-5,5 с.

Источники информации, принятые во впимаиие при экспертизе

1. Виткин А. И. Белая жесть. М., Металлургиздат, 1951, е. 41, 42-50, 52--54.