Способ обработки алюминиевых газотермических покрытий
Использование: в качестве защитных покрытий, например, при производстве стальной ленты. Сущность изобретения: способ включает термообработку покрытия, продолжительность которой для повышения пластичности покрытий регламентируют по определенным математическим выражениям в зависимости от температуры поверхности покрытия. 1 ил., 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st>s С 23 С 4/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722428/02 (22) 21.07.89 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Московский институт стали и сплавов (72) А.Е, Титлянов и А,Г, Радюк (53) 621.793.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 307118, кл, С 23 С 13/02, 1968.
Авторское свидетельство СССР
N 809905, кл. С 23 С7/00, 1979, Изобретение относится к металлургии и . может быть использовано при нанесении газотермических покрытий (ГТП), Известен способ обработки алюминиевого покрытия, при котором на основу Йаносят покрытие и механически уплотняют.
Однако только механическая обработка не позволяет получить покрытие высокой пластичности.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ обработки алюминиевых газотермических покрытий, напыленных на стальные изделия, включающий уплотнение за счет приложения давления.от
0,3 до 1,2 кг/мм и термообработку при 400—
800 С и скорости нагрева 10-150 С/ч.
Газотерметические покрытия, обработанные по такому режиму термообработки, наряду с высокими защитными свойствами при нагреве обладают низкой пластичностью, При изгибе заготовок с покрытием на угол 180о в нем появляются трещины, а иногда происходит и отслоение покрытия по месту изгиба.
Цель изобретения — повышение пластичности покрытий. Ы 1731864 А1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Использование: в качестве защитных покрытий, например, при производстве стальной ленты. Сущность изобретения: способ включает термообработку покрытия, продолжительность которой для повышения пластичности покрытий регламентируют по определенным математическим выражениям в зависимости от температуры поверхности покрытия. 1 ил., 3 табл.
Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки алюминиевых газотермических покрытий, напыленных на стальные изделия, включающем уплотнение и термообработку при заданной температуре, продолжительность термообработки выбирают в интервале от t< до t2, которые определяют из соотношений ц
f exp (0.007 Тпо — 8,25)dt=1; о
f ехр (0,0073 Tnos — 9,083)dt=1, (1) о где Tttos — температура поверхности floKpb1тия.
На чертеже дана зависимость Т os=f(t).
Пластичность покрытия определяют по результатам испытаний уплотненных и термообработанных ГТП на изгиб на угол 180о.
Покрытие обладает высокой пластичностью, если оно в месте изгиба гладкое, без трещин, видимых невооруженным глазом, и шелушения или его поверхность на изгибе шелушится, но без видимых трещин. В случае, если покрытие имеет в месте изгиба видимые невооруженным глазом трещины или отслаивается в момент испытания, то оно обладает низкой пластичностью.
1731864
Получение соотношений для определения продолжительности термообработки алюминиевых ГТП проводят экспериментально. Проводят нагрев стальных заготовок толщиной 0,4 мм с уплотненным алюминиевым ГТП со средней толщиной 30 мкм в печи по режимам, приведенным в табл, 1. Измерения показали, что температура на поверхности заготовок практически мгновенно становится равной температуре в печи. Термообработанные заготовки подвергают изгибу на угол 180, после чего по состоянию покрытия устанавливали его пластичность (табл. 2). В результате аппроксимации области высокой пластичности алюминиевых ГТП, полученной из эксперимента, с помощью регрессионного анализа, были получены соотношения, описывающие ее границы:
t1=exp (8,25 — 0,007 Tnpe); (1) тг = ехР (9,083 — 0,0073 Tnpe), (2)
Отношение толщины стальной основы к толщине алюминиевого покрытия выбирают больше или равное 10. В этом случае толщина покрытия практически не влияет на нагрев заготовки.
При напылении алюминиевого ГТП на стальную основу толщиной более 0,4 мм ее поверхность не успевает мгновенно приобрести температуру в печи — температура поверхности увеличивается по определенному закону. Поскольку при каждой фиксированной температуре поверхно сти заготовка в печи находится лишь часть времени от общего времени, границы которого определяют по соотношениям (2), то в этом случае границы области высокой пластичности определяют из следующих уравнений: лt
1;, ехр 8,25 — 0,007 Тпо (3)
Лt
1, ехр 9,083 — 0,0073 Тпре где ht — малый интервал времени, в течение которого условно допускают постоянной температуру поверхности заготовки (шаг изменения Тпре во времени), Так как процесс нагрева происходит непрерывно во времени, то уравнения (3) можно записать в виде интегральных (1).
Интегральные уравнения решают или в аналитическом виде, если известна аналитическая зависимость Тпо (t), или в численном виде, если известно значение ТпоВ в каждый момент времени. В случае одностороннего покрытия задают зависимость Тп» (t) со стороны покрытия.
Способ осуществляют следующим об- разом.
По известной зависимости Tnoe (t) реша5 ют интегральные уравнения (1) относительно t> и, t2. Изделие с алюминиевым ГТП после уплотнения покрытия путем приложения давления 0,3 — 1,2 кг/мм термообраба2 тывают в печи в течение времени, 10 находящемся в интервале t1 t < t2.
Пример 1. Необходимо получить алюминиевое покрытие высокой пластичности, напыленное с одной стороны на пластину из стали 10 толщиной 1,5 мм и
15 уплотненное давлением 1,0 кг/мм . Температура в печи 950 С. Известна зависимость
Тпов ()
Поскольку такую зависимость трудно описать аналитическим выражением, интег20 ральные уравнения для t< и12 решают в численном виде. Для этого интегральные уравнения заменяют суммированием и задают шаг изменения Тпо заготовки во времени, например, 1 с:
25 1 ехр (0,007 Тпощ — 8,25)=1;
I =о
i2 ехр (0,0073 Tnpe; — 9,083)=1.
i=p
Задача сводится к отысканию т1 и т2, когда суммы равны 1. В данном случае 11=47 с, 2=55 с, Следовательно, продолжительность термообработки стальной пластины толщиной 1,5 мм при T«<=950 С должна находиться в интервале: 47 с 5 t < 55 с.
Для подтверждения правильности полученного результата проведен эксперимент по термообработке пяти пластин толщиной
1,5 мм при Tneu=950 С с различной продол40 жительностью термообработки. После термообработки и охлаждения пластины изгибают на угол 180о, Состоя ние покрытия отражено в табл. 2.
Термообработка стальных иэделий с
45 алюминиевым ГТП в строго определенном временном интервале позволяет существенно повысить пластичность покрытий.
Пример 2. На наружную поверхность трубной заготовки из стали 30 толщиной стенки 1,5 мм, наружным диаметром 80 мм напыляют алюминиевое ГТП толщиной 0,1 мм. Далее покрытие подвергают уплотнению за счет приложения давления 1,2 кг/мм на обжимном стане. Необходимую
2 продолжительность термообработки рассчитывают по уравнениям (1) при температуре в печи 950 С. Для этого используют известную зависимость T«,=f(t), a интег1731864
Таблица 1
Влияние режимов термообработки на пластичность алюминиевых ГТП ральные уравнения заменяют суммированием с заданием шага изменения температуры поверхности заготовки во времени, например, 1 с, В результате расчета получают t1=24 с, t2=28 с, Следовательно, продолжительность термообработки стальной трубкой заготовки толщиной стенки 1,5 мм при Тпеч=950 С находится в интервале 24 с Для подтверждения правильности полученного результата проведен эксперимент по термообработке пяти трубных заготовок с толщиной стенки he =1 5 мм при Тпеч=950 С с различной продолжительностью термообработки. После термообработки вырезанные из трубных заготовок образцы изгибали на угол 180О. Состояние покрытия отражено в табл. 3. Следовательно, для получения покрытия высокой пластичности термообработку необходимо проводить строго в определен*+ - покрытие высокой пластичности; — -низкой пластичности. ном временном интервале, получаемом по уравнениям (1), при фиксированных h T и Тпеч Формула изобретения 5 Способ обработки алюминиевых газотермических покрытий, напыленных на стальные изделия, включающий уплотнение и термообработку при заданной температуре, отличающийся тем, что, с целью 10 повышения пластичности покрытий, продолжительность термообработки выбирают в интервале от t < до т, которые определяют из соотношений 15 f exP/0,007 Тпoe — 8,25/dt=1; о tf f exP/0,0073 Tnoe — 9,083/dt=1, о где Тпое — температура поверхности покры20 тия. 1731864 Таблица 2 Влияние продолжительности термообработки на пластичность ГТП 0 6 л 4х бР с 8cyy=15им, Agg=01 РУ Тлег=350 Составитель О.Столяр Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска Редактор О. Гол овач Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1559 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
