Состав для получения цинк-алюминиевого покрытия

 

Изобретение относится к нанесению покрытий , в частности цинк-алюминиевых, на стальные или алюминиевые листы и проволоку . Цель изобретения - увеличение твердости и износостойкости покрытия. Состав содержит, мае.%: цинк-алюминиевый сплав (алюминия от 0,5 до 28,5) 95,0-99,9; изопропилат алюминия 0,1-5,0. Увеличение твердости и износостойкости достигается за счет введения изопропилата алюминия. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 23 С 16/18, 2/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

2 (21) 4719011/02 (22) 14.07.89(46) 30.11.91. Бюл. N. 44 (71) Казахский государственный университет им. С.M.Êèðîâà (72) Г.Н.Кравченко, А.В.Яровчук и А.И.Чалый (53) 669,86.5(008.8) (56) Авторское свидетельство СССР

3Ф 1301320, кл. С 23 С 2/06, 1987, Патент ПНР М 68802, кл. С 23 С 1/08, 1970, Изобретение относится к покрытиям, наносимым на стальные листы и проволоку или на листы из алюминиевых сплавов для защиты их от коррозии и повышения износостойкости, в частности к покрытиям из сплавов системы цинк — алюминий, Цель изобретения — увеличение твердости и износостойкости покрытия, Пример 1. Состав для получения покрытия готовят следующим образом.

Сплав цинк-алюминий (21 мас.g Al) расплавляют при Тлд = 490 С, вводят в расплав в алюминиевой фольге порошок изопропилата алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. ь: Zn-Al 95; (СзНтО)эА1 5, и перемешивают. Расплав перегревают на 50"С и протягивают через него со скоростью около 0,5 м/мин стальную полосу толщиной 1 мм, предварительно механически очищенную и обезжиренную. После охлаждения образованное на полосе покрытие имеет толщину 150 и 10 мкм, гладкую поверхность, хорошее сцепление. При изгибе полосы на 90 отслоения покрытия не наблюдается. Покрытие имеет микротвер„„ 4 „„1694693 А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКАЛЮМИНИЕВОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к нанесению покрытий, в частности цинк-алюминиевых, на стальные или алюминиевые листы и проволоку. Цель изобретения — увеличение твердости и иэносостойкости покрытия. Состав содержит, мас. : цинк-алюминиевый сплав (алюминия от 0,5 до 28,5) 95,0 — 99,9; иэопропилат алюминия 0,1 — 5,0, Увеличение твердости и износостойкости достигается за счет введения иэопропилата алюминия, 1 табл. дость 910 Н/м, износостойкость 1,4, сплав

ZA-AI беэ добавки имеет микротвердость

700 Н/м,-износостойкость 0,31.

Исследования структуры показали, что на полосе сформировалось покрытие композиционного типа с характерной для литого материала дендритной структурой, д

Дендриты мелкие, образованы матричным 0 сплавом цинк — алюминий. При большем увеличении (1000 крат.) видно, что матрица имеет мелкодисперсное строение, типичное для сплава цинк, — алюминий.

Износостойкость определяют в соответ- д3

Ф ствии с известной методикой, Пример 2. В расплав цинк-алюминиевого сплава аналогично примеру 1 вводят добавку изопропилата алюминия при соотношении компонентов, мас. $: Zn-Al

99,9; (СзНтО)эА! 0,1. Через расплав протягивают стальную полосу (Ст 45), предварительно очищенную и обезжиренную со. скоростью 40,0 м/мин. После охлаждения полосы образованное на нем покрытие имеет гладкую поверхность, толщину около

1694693

1 мкм ("- 0,5 мкм), микротвердость 730 Н/м, износостойкость 0,37, Пример 3. В расплав цинк-алюминиевого сплава, аналогично примеру 1 вводят добавку изопропилата алюминия при соотношении компонентов, мас, : Zn-AI 97; (СзН70)эА! 3. Стальная полоса (малоуглеродистая сталь) толщиной 1 мм, очищенная и обезжиренная, протягивается через ванну с расплавом при 540 С со скоростью

40,0 м/мин. Образующееся на полосе покрытие хорошо сцеплено с основой, блестящее, гладкое, толщина покрытия около 20 мкм. Микротвердость 800 Н/м, износостойкость 1,0.

Пример 4. Готовят состав для получения покрытия: расплавляют сплав Zn-А! (21,0 Al) при 460 С, в расплав вводят в алюминиевой фольге изопропилат алюминия в соотношении, мас. Zn-Al 94; (СзН70)з А! 6, расплав перегревают на 50 с и перемешивают, Перегрев осуществляют с целью повышения жидкотекучести и исключения переохлаждения расплава при протягивании алюминиевой полосы, Полосу толщиной 2 мм предварительно обеэжиривают и протягивают со скоростью 1,0 м/ мин. На полосе образуется покрытие с матовой поверхностью толщиной около 1,5 мм, так как при введении 6,0 мас. иэопропилата алюминия значительно увеличивается вязкость расплава. Покрытие получается рыхлым, так как при разложении большого количества (СзНтО)А! часть газообразных продуктов реакции остается в застывшем сплаве. Микротвердость 630 Н/м, износостойкость 0,28.

Пример 5. Состав готовят по примеру

4, но при следующем соотношении компонентов, мас. : Zn-А! 99,95; (СзНТО)эА! 0,05, Алюминиевую проволоку диаметром 2,5 мм протягивают через расплав при 540 С со скоростью 40 м/мин. Покрытие имеет толщину около3 мкм, гладкое, блестящее, микротвердость 700 Н/м, износостойкость

0,31, Структура покрытия характерна для литого сплава Zn-AI, причем без добавки изопропилата алюминия формируется структура с более крупными дендритами, чем в примере 1, что сказывается на корроэионной стойкости покрытия и его твердости.

Пример 6. Для приготовления состава берут сплав Zn-Al с содержанием 31,0 мас.

А!, расплавляют при температуре 520 С и вводят добавку изопропилата алюминия при соотношении, мас, : расплав Zn-AI 97; (СзНтО)зА! 3, перемешивают и перегревают на 30 С, Через расплав пропускают стальную проволоку диаметром 3 мм. Покрытие имеет хорошую адгезию к проволоке, мик55 стик вызвано тем, что в расплаве Zn-Al происходит термораспад изопропилата алюминия с образованием упрочняющих частиц А!гОз, характеризующихся высокой дисо персностью (менее 100А) и равномерным

50 ротвердость 850 M/ì и износостойкость г

1,1. При испытаниях на износ на поверхности покрытия образовываются выемки ("оспины"), хорошо различимые в оптический микроскоп (70-крат). Это связано с локальнь!м коррозионным износом А!-фазы (избыточная фаза на фоне эвтектоидной смеси).

Пример 7. Сплав Zn-AI, содержащий

28,5 мас. А!, расплавляют при 510 С и вводят добавку изопропилата алюминия при соотношении, указанном в примере 6.

Покрытие, полученное на стальной проволоке, имеет гладкую поверхность, хорошую адгезию к основе. Микротвердость 810. иэHococToAKocTb 1,1.

Пример 8. Готовят расплав из Zn-Ai (0,5 мас. Al) при 410 С, добавляют иэопропилат алюминия при соотношении, указанном в примере 6. Покрытие имеет микротвердость 610 Н/м, износостойкость

0,27, корроэионностойкое, Пример 9, Расплавляют сплав Zn-AI, содержащий 0,1 мас. Al при 420 С и вводят добавку изопропилата алюминия, как B примере 6. Покрытие на проволоке, пропущенной через расплав, имеет гладкую поверхность, но после испытаний в коррозионной среде имеет следы точечной коррозии.

Таким образом. иэ приведенных примеров видно, что добавка изопропилата алюминия в сплав Zn-Al в количестве 0,15 мас. улучшает твердость и износостойкость материала, а введение добавки менее

0,1 (пример 5) незначительно сказывается на изменении характеристик покрытия, что определяет минимальный предел ее введения. Увеличение количества вносимой добавки более 5 мас. (пример 4) приводит к повышению вязкости расплава, ухудшению жидкотекучести и образованию рыхлого с матовой поверхностью покрытия, В таблице приведены сравнительные характеристики покрытия с добавками

СзНтО)зА! в различных количествах и без них. Составы, включающие сплавы Zn-А! (содержание Al о.г0,5 до 28,5 мас. ) и добавки изопропилата алюминия при соотношении компонентов, мас. : .Zn-AI 95,0 — 99,9; (СзН7О)эА! 0,1 — 5,0, позволяют получать защитные покрытия толщиной 1-150 мкм в стальных и алюминиевых листах или проволоках, более износостойкие и твердые, чем без добавки, Повышение этих характери1694693 исключает использование высокотоксичного материала (бериллия); обеспечивает зкономический эффект за счет увеличения срока службы изделия с покрытием.

Формула изобретения

0,1 — 5,0

Составитель Н. Скопинцева

Редактор М, Петрова Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 4132 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 распределением по объему жидкой ванны.

При формировании покрытия образуется структура, характерная для композиционного материала.

По сравнению с известным предлагае- 5 мый состав имеет следующие преимущества: обеспечивает получение коррозионностойкого покрытия на стали; обладающего повышенной (на 78 ) износостойкостью, 10 что увеличивает срок службы изделия в

1,3 раза; покрытие из него имеет более высокую (на 30 (,) твердость; обеспечивает получение покрытия с бо- 15 лее дискретной структурой (размер кристаллитов почти в 10 раз меньше), что позволяет при необходимости получать более тонкие покрытия (менее 1 мкм), в то время как по известному составу минимальная толщина 20 составляет 1,5 мкм;

Состав для получения цинк-алюминиевого покрытия, включающий цинк-алюминиевый сплав и добавку, отличающийся тем, что, с целью увеличения твердости и износостойкости покрытия, он содержит в качестве добавки изопропилат алюминия при следующем соотношении компонентов. мас. $:

Цинк-алюминиевый сплав (алюминия от

0,5 до 28,5) 95.0 — 99,9

Изопропилат алюминия