Способ термической обработки стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием Советский патент 1982 года по МПК C25D5/50 C21D3/06 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ ЦИНКОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано при термообработке стальных язделий с гальваническим цинковым покрытием. Необходимость термообработки изделий после нанесения гальванопокрытия обусловлена тем, что цинкование, а особенно из цианистых электролитов, сопровождается наводораживание стальной основы, что значительно ухудшает надежность и долговечность изделий вследствие снижения пластичности стаЛи. Выдержка стальнь изделий с покрытиями при повышенных температурах увеличивает диффузию водорода из ме талла и способствует восстановлению пластично ти. Известен способ термической обработки стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием, предусматривающий выдержку в вакууме при 200-400°С в течение 2-24 ч Ц Известен способ термической обработки стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием, включающий выдержку в масле в течении 2 ч при 250° С с ультразвуковой обработкой 2. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием, при котором после цинкования проводят прогрев при температуре 150 - 250° С в течение 1-4 ч 3. Однако известные способы обработки не приводят к полному восстановлению исходных пластических свойств, а иногда наблюдается их дальнейшее ухудшение. Цель изобретения - повышение пластичности стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием за счет обезводораживания. Поставленная цель достигается тем, что в способе термообрабожи стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием, вк/почающем нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение, нагрев и охлаждение проводят многократно в интервале температур (245±5)(180±5)°С с выдержкой при каждой температуре в течение 0,25-0,5 ч, после чего проводят обработку холодом при температуре не ниже 3954 минус 60+10°с. При этом нагрев и охлаждение осуществляют 2-8 раз. Выбор граничных температур термообработки обусловлен тем, что цинковые покрытия охрупчивают при температурах выше 250° С и ниже минус 70°С. Термическая обработка по предлагаемому способу обеспечивает получение стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием с более высокими свойствами, что обусловлено тем, что термоциклирование (многократные на грев и охлаждение) вызывает ускорение процесса диффузии водорода из металла; обработка холодом по окончании термоциклической обработки (не ниже минус 60±10°С) приводит к струк турным превращениям в стали, которые, как известно, ускоряют выделение водорода из металла. Термообработка по предложенному способу обеспечивает значительно большее обезводораживание стальных оцинкованных изделий, и как следствие, этого более полное восстановление пластических, по сравнению с известным способом предусматривающим изотермическую выдержку при повышенных температурах (150-250°С). Пример осуществления способа. Испытывают ленточные образцы размером 18x120x0,25 мм из пружинной стали 65 Г. Наг

а)Известный способ: выдержка при 250°С в течение 2 часов, охлаждение на воздухе

б)Предлагаемый способ:

выдержка при 250, 180, 250 и 180°С в течение 0,5 часов при каждой температуре, т. е. два цикла, охлаждение при -60 ± 10°С

а)Известный способ: выдержка при 200°С, 4 часа

б)Предлагаемый способ: восемь циклов (выдержки при 250 и 180°С в течение 0,25 часов при каждой температуре); охлаждение до -30 110° С

Не оцинкованные образцы

36

50

45

55

: тые в печи до 810+10° С образцы закаливадшсь в масле, после чего подвергают отпуску на твердость 40 HRC при 410°С. Предварительная подготовка образцов перед нанесением покрытия состоит из электрохимического .(анодного) обезжиривания в щелочном растворе и травления в растворе соляной кислоты с уротропином. Цинкование образцов проводят из электролита состава, г/л: окись цинка 10-18; натрия цианистого 40-50; натр едкий 80-100; натрий сернистый 5, температура раствора 15-3Cf;C; катодная плотность тока 1-4 А/дм. Толщина нанесенного цинкового покрытия составляет 6-7 мкм. После цианистого цинкования образцы подвергают термической обработке по следующему режиму: нагрев до 245+5°С с выдержкой 0,25-0,5 ч, охлаждение с печью до 180+5°С с выдержкой 0,25-0,5 ч (один цикл), и так 2-8 циклов, по окончании термоциклирования охлаждение до температуры минус 3060110°С. Эффективность способа обработки оценивают по пластическим свойствам - числу перегибов до разрушения образцов. Параллельно испытывают образцы, подвергнутые обработке по известному способу. Результаты испытаний приведены в таблице. 5 Таким образом, использование предлагаемог способа термической обработки стальных изделий с цинковым покрытием позволяет повысить их пластичность в 1,2-1,4 раза по сравнению с существующими режимами термообработки. Это позволяет в большей мере восстанавливат пластические свойства стальных изделий, ухудшенные в результате нанесения на них щпжовых покрытий, например, пружин и щайб из стали 65 ; Г, что ведет к снижению брака указанных изделий, возникающего из-за охрупчипания водородом. Формула изобретения 1. Способ термической обработки стальных изделий с гальваническим цинковым покрытием, включающий нагрев, изотермическую выде жку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения п&стиЧЬостн, нагрев и охлаждение проводят многократно интерв е температур (245±5)-(180±5) выдержкой при каждой температуре в течение 0,25-0,5 я после чего проводят обработку олодом при температуре не ниже минус 60+10° С. 2. Способ поп, 1, отличающий с я тем, что нагрев и охлаждение осуществляют 2-8 раз. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Белоглазов С. М. Наводораживание стали при злектрохикшческих процессах. Л., изд-во ЛГУ, 1975, с. 359. 2.Там же, с. 360. 3.Сшшнг Н. П. и др. Влияние реверсирования тока и ПАВ на наводораживание металла основы и физико-хеманкческие свойства осадков при кадмировании и цинковании. Сб. Н{ водораживание металла при электрохимических процессах, Изд-во ЛГУ, 1974, с. 168.