Способ горячего цинкования Советский патент 1983 года по МПК C23C9/10 

1

Изобретение относится к химиюотермической обработке и может быть использовано при изготовлении коррозионнрстойких композиционных материалбв в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ цинкования в среде порошкообразного цинка при 370«40 С. Стальные детали упаковывают в железные ящики, засыпают порошком цинка с песком. Ящики закрывают крышками , замазывают глиной и помещают в разогретую .

Недостатками известного способа яв.пяются его периодичность а также загрязненность атмосферы при загрузке и разгрузке ящиков.

Известен способ электролизного цинкования в солевом расплаве на основе хлоридов щелочных и щелочноземельных мет.аллов и, хлорида цинка при 600-800С 2.

Недостатками данного способа яв ляются необходимость специального оборудования для электролиза, что удорожает и усложняет процесс, ухудшение условий труда за счет испарения солей при высоких температурах цинкования (600-800 С), которые загрязняют атмосферу цеха и окружающую среду.

Наиболее близким к изобретению

10 по технической сущности и достигаемому результату является способ жидкостного цинкования в расплавленном цинке при 50- 8ос СзЗ«

15

Технология включает операции подготовки поверхности изделий и сам процесс цинкования. При подготовке поверхности удаляют с нее жаровые и другие загрязнения, окалину, ржав20чину, наносят слой флюса. Жировые и другие загрязнения удаляют с поверхности химической или электрохимической обработкой в ЩЕЛОЧНЫХ рвет39ворах, а также путем отжига. После обезжиривания и промывки изделия тра вят в водных растворах серной или соляной кислоты или их смесей с ингибиторами для удаления окалины или ржавчины,. Травленные изделия промывают в воде для удаления с их поверх ности остатков травильного раствора и солей железа, а иногда производят декапирование погружением на мин в водный раствор соляной кислоты. Для окончательного удаления солей и окислов металлов с поверхности, для улучшения смачивания ее расправленным цинком изделия подвергают флюсованию чаще всего в смеси расплавленного хлористого аммония и хлористого цинка. После подготовительных операций изделия погружают в расплав цинка, выдерживают в нем определенное время, извлекают из расправа и охлаждают. При получении композиционного ма териала этим способом на поверхности ,изделий образуется плакировка, состоящая из четырех фаз: Г-фаза (FeZn.j 0-фаза (feZn); -фаза (FeZn и вне ний слой - чистый цинк (1 -фаза). Та как скорость разрушения покрытий, по лученных в расплаве цинка, в 2,03,8 раза выше, чем этих покры гий, подвергнутых термической обработке, поэтому оцинкованные изделия подвергаются диффузионному отжигу при 500SSO C. При этом на поверхности образуется вместо чистого цинка -фаза .ИЛИ (f-фаза. Недостатками известного способа являются образование на поверхности слоя чистого цинка с. наплывами, избыток цинка требуется удалять различными способами (для получения на поверхности изделий fe-фазы или -ф зы и повышения коррозионной стойкост эти изделия необходимо дополнительно отжигать, а это удорожает и услож няет процесс); малая стойкость тиглей в расплавленном цинке, что удорожает процесс. В процессе цинкования Стенки ванны взаимодействуют с расплавленным цинком, в результате чего происходит их значитель-юе разъ едание И|, в конечном итоге, ванна выходит из строя. При содержании 0,15% кремния в составе материала ванна может выйти из строя в течение нескольких недель даже при С Кроме того, сложные операции иодготовки поверхности изделий перед цинкованием и необходимость дополнительного оборудования для этого (печи для отжига изделий, печи для сушки их после флюсования)усложняют и удорожают процесс. Цель изобретения - удешевление и упрощение получения цинкового покрытия. Цель достигается тем, что согласно способу горячего цинкования, включающему флюсование в солевом расплаве галогенидов щелочных металлов и хлорида цинка и последующее нанесение цинкового покрытия, флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют одновременно при С в указанном солевом расплаве, дополнительно содержащем порошок цинка. При этом флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют в солевом расплаве, содержащем галогениды щелочных металлов, хлорид цинка и порошок цинка при следующем соотношении компонентов, вес.: Хлорид цинка 10-63 Порошок цинка 10-50 Галогениды щелочных металловОстальное Если брать хлористого цинка меньше 10 и больше 63, то солевая фаза находится в твердом состоянии. Если брать порошок цинка менее 10, образуются слои малой толщины, если больше SQ%, солевой расплав становится очень вязким и кроющая способность его низкая. Процесс ведут в атмосфере воздуха в ванне с перемешиванием или без перемешивания расплава. Температура химико-термической oiSработки 300-400 С, т.е. выше температуры плавления соответствующей солевой смеси и ниже температуры плавления цинка. Время цинкования 1-5 ч. При обработке стальных изделий в предлагаемом расплаве на деталях образуется без дополнительных операций хорошо сцепленный композиционный материал, состоящий из внешнего слоя FeZn«, среднего слоя FeZn и слоя, примыкающего к основе, FeZn. Пример. В железном тигле наплавляют расплав следующего состава, вес.: хлористый калий 27, хлористый цинк 63, порошок цинка ТО. При в расплав опускают образец из стали 25 и за 5 ч получают покры