Расплав для нанесения магниевых покрытий Советский патент 1982 года по МПК C23C9/10 C23C17/00 

(Б ) РАСПЛАВ для НАНЕСЕНИЯ МАГНИЕВЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий погружением в расплавы солей и, в частности к нанесений покрытий иэ магния и его сплавов, и может быть использовано в машиностроительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен порошковый состав для нанесения магниевого покрытия на поверхность алюминия для его поверхностного легирования. Покрытия наносят в смеси, содержащей, вес.%: магний 70-85, хлористый аммоний 2-5, окись магния - остальное. Химикотермическую обработку ведут в контейнере, с плавким затвором при в течение 2ч ГИ.

Недостатками этого состава являются трудоемкость и длительность подготовительных операций для нанесения покрытий и запыленность атмосферы в процессе работы по приготовлению насы1даюи ей смеси.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является расплав для нанесения магниевых покрытий, содержащий хлорид магния и хлориды щелочных металлов. Нанесение магниевого покрытия ведут при t10- 50°C и катодной плотности тока 0,006-0,012 А/см ..

Однако известный расплав не позволяет получать на поверхности катода

10 сплошные покрытия. Получены лишь отдельные кристаллы-дендриты магния. Такие покрытия нельзя использовать для защиты изделий от окисления и коррозии, так как.они полностью не пере15крывают поверхность основы и плохо сцеплены с подложкой. Для электролиза необходи -ю дополнительное оборудование (генераторы или выпрямители).

Целью изобретения является повыше20ние сплошности покрытий и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что расплав, включающий хлорид магния и галогениды щелочных металлов, дополнительно содержит порошок магния или сплава магния и хлориды щело ноземельных металлов, выбранные из группы, включающей хлориды кальция, стронция и бария, при,следующем соотношении компонентов, весД: Порошок магния или сплава магния 2-10 Хлориды щелочнозе- мельных металлов, выбранные из группы, включающей хлориды кальция, стронция, бария2-32 Хлорид магния 5-50 Галогедины щелочных металлов Остальное Расплав готовится смешением компо нентов в заданном соотношении. На образование покрытий расходуется порошок магния или его сплава, что позволяет получать диффузионные покрытия без наложения тока. Введени хлоридов щелочнЬземельных металлов позволяет снизить температуру плавле ния солевого расплава. В качестве хл ридов щелочноземельных металлов используются хлориды кальция, бария и стронция. Если расплав содержит менее 2% порошка магния или его сплава, получается малая толщина покрытий. Если порошка больше Q%, то расплав стано вится очень вязким, что приводит к большим потерям расплава с извлекаемыми деталями., Если расплав содержит меньше 10% или больше 50% галогенида магния, то увеличивается температура плавления солей и при рабочих температурах про цесса соли находятся в застывшем состоянии . Химико-термическую обработку изде лий с порошком магния ведут в откры той ванне при liOO-Si O C (ниже температуры плавления магния 650°С). Для проведения процесса выше 650°С порошок магния заменяют на порошок сплав магния с кремнием, никелем, кобальтом, титаном и другими металлами и обработку ведут при 660-800 С. В качестве галогенидов щелочных металлов используют хлориды и фторид Добавки фторидов увеличивают толщину 55 диффузионного слоя, концентрацию магния в покрытии и уменьшают летучесть расплава. Время обработки определяется необходимой толщиной покрытия и изменяется от 2 до 10 ч. Для получения равномерного покрытия расплав перемешивается механической мешалкой. Пример 1. В расплав, содержащий, вес.%: хлористый магний 50; хлористый кальций 2; хлористый натрий 40; фтористый натрий 3; порошок магния 5; загружают детали из меди при 450С. При выдержке 2 ч толщина диффузионного слоя 12 мкм, а при 5 ч - 30 мкм. Пример 2.В расплав, содержащий вес.%: хлористый магний 10; хлористый барий 3 хлористый калий 5; хлористый литий kO; порошок магния 2; (загружают образцы из алюминия. При через 2 ч получают покрытие толщиной ЦО мкм, через 4 ч - 70 мкм. Пример 3. В расплав, содержащий, вес.%: хлористый магний 10; хлористый стронций 2; хлористый калий хлористый литий 36; фтористый натрий 5; порошок сплава магния с титаном 2, загружают образцы из алюминиевой бронзы при . Через 5 ч получают покрытие толщиной 30 мкм. Пример . На медных образцах, опущенных в расплав, содержащий, вес.%: хлористый магний 10; хлористый кальций 32; хлористый литий kO; фтористый натрий В; порошок магния 10, при за 3 ч получают покрытие толщиной 35 мкм. Пример 5. В расплав, содержащий, вес.%: хлористый магний 46; хлористый барий 2; хлористый натрий фтористый натрий 3; порошок сплава магния с кремнием Mg,jSi 5 загружают медные образцы и при за 3 ч получают покрытие толщиной б5 мкм. Пример 6. На медных образцах, опущенных в расплав, содержащий, весД: хлористый магний 5; хлористый барий 5; хлористый литий 58; хлористый натрий 20; фтористый натрий 2; порошок сплава магния с никелем 10, при за 2ч получают покрытие толщиной 45 мкм. Слои магниевого покрытия получаются равномерными, беспористыми, хорошо сцепленными с подложкой. Содержание магния в покрытии изменяется от 3 до 60 вес.% в зависимости от условий проведения процесса. Покрытия отличаются повышенной жаростойкостью и малой смачиваемостью жидкой расплавленной сталью. Их поверхностная твер дость увеличивается в ЗЮ раз по сравнению с основой. Предложенный расплав улучшает качество магниевых покрытий, упрощает технологию получения покрытия, так как процесс ведут без наложения тока и соответственно отпадает необходимость в оборудовании для электролиза и обеспечивает получения диффузионных покрытий, легированных кремнием, никелем, кобальтом, титаном и другими металлами, что способствует повышению их жаростойкости. Улучшенные свойства получаемых Покрытий обеспечивают повышение работоспособности изделий, в частности, работающих в контакте с расплавленным металлом, что позволяет использовать данное изобретение в народном хозяйстве. Формула изобретения Расплав для нанесения магниевых покрытий, содержащий хлорид магния и галогениды щелочных металлов, отличающийся тем, что, с цеЛЬЮ повышения сплошности покрытий и .упрощения технологии процесса, он дополнительно содержит порошок магния или сплава магния, хлориды щелочноземельных металлов, выбранные из группы-, включающей хлориды кальция, стронция и бария, при следующем соотношении компонентов, вес.: Порошок магния или сплава магния 2-10 Хлориды щелочноземельных металлов, выбранные из группы, включающей хлориды кальци, стронция и бария2-32 Хлорид магния Галогениды щелочных металлов Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № & 12376, кл. С 23 С 9/02, 1979. 2.J. ZIndau, FV Saherwaldf. Полу11ение тяжелых металлов электролизомГ расплава. - Zeitschrift filr anopganische und allgenselne Chemie, 359, № 1-2, c. 90-101, 1968. I