Способ нанесения металлических покрытий

 

Сущность изобретения: способ нанесения металлических покрытий, преимущественно , на трубы и изделия с внутренним каналом включает химическую очистку, предварительный нагрев в защитной атмосфере , обработку в расплаве флюса, находящемся в отдельной ванне, погружение в расплав металла-покрытия и скоростное охлаждение , причем обработку в расплаве флюса и в расплаве металла-покрытия осуществляют в защитной среде, в качестве которой используют инертный газ, в частности технический азот, в расплаве флюса изделия подогревают до рабочей температуры расплава металла-покрытия или выше ее. При нанесении алюминоцинкового покрытия , содержащего 55% алюминия, 43,5% цинка и 1,5% кремния, предварительный нагрев производят до 350-470°С, и догрев в расплаве флюса до 640-650°С при температуре плавления флюса 500-520°С. 2 з.п. флы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 23 С 2/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4799991/26 (22) 06.03.90 (46) 28.02.93. Бюл. 3Ф 8 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.И.Блинов, Я.Н,Липкин, M.A.Ãócåâà, А,С.Вавилин, M.Â.Êîðîëåe и А,К.Ведерников (73) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (56) Виткин А.И. и Тейндл И,И, Металлические поКрытия листовой и полосовой стали, M.. Металлургия, 1971, с. 492, с. 34/36, с.

180-187, с. 323-330, с. 408, с. 427;

Авторское свидетельство СССР

N . 191985, кл. С 23 С 2/00, 1965.

А.Нечвек Hevarenstvl. 1961, М 1, с. 3536.

Бакалюк Я,Х. и Проскуркин Е,В. Производство труб с металлическими покрытиями, М;: Металлургия, 1975, с, 22-23;

Патент Японии М 53 — 160374, кл. С 23 С

1/02, опубл. 1980..

Изобретение относится к технике горячих (жидкофаэных) способов нанесения металлических покрытий, преимущественно, на стальные трубы, баллоны, радиаторы и другие иэделия .с внутренними каналами в металлургии, машиностроении и в строительной индустрии.

Целью изобретения является повышение качества покрытия, расширение технологических воэможностей, повышение надежности работы ванны с расплавом металла покрытия.

„„532„„1799398 АЗ (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Сущность изобретения: способ нанесения металлических покрытий, преимущественно, на трубы и изделия с внутренним каналом включает химическую очистку, предварительный нагрев в защитной атмосфере, обработку в расплаве флюса, находящемся в отдельной ванне. погружение в расплав металла-покрытия и скоростное охлаждение, причем обработку в расплаве флюса и в расплаве металла — покрытия осуществляют в защитной среде, в качестве которой используют инертный гаэ, в частности технический азот, в расплаве флюса изделия подогреваютдо рабочей температуры расплава металла-покрытия или выше ее.

При нанесении алюминоцинкового покрытия, содержащего 55$ алюминия, 43,5% цинка и 1,5 g кремния, предварительный нагрев производят до 350-470 С, и догрев в расплаве флюса до 640 — 650 С при температуре плавления флюса 500-520 С. 2 з,п. флы, 1 табл. ф

Поставленная цель достигается в спосо- Ср бе нанесения металлических покрытий, пре- имунзествднно нв трубы и изделия с внутренним каналом, включающим химиче1,АГ скую очистку, предварительный нагрев в защитной атмосфере, обработку в расплэве флюса, находящемся в отдельной ванне, погружение в расплав металла-покрытия и скоростное охлаждение, в котором, соглас-. но предлагаемому способу, обработку в расплаве флюса и в расплаве металла-покрытия осуществляют в защитной среде, а в кэчест1799398

3 ве защитной среды используют инертный газ, причем в расплаве флюса изделия дозревают до рабочей температуры расплава металла-покрытия или выше ее. Кроме того, в качестве защитного газа применяют тех-, нический азот и при нанесении алюминийцинкового покрытия, содержащего 55$ алюминия, 43,5 ) цинка и 1,5$ кремния, предварительный нагрев производят до ,350-470 С и догрев в-расплаве флюса до. 10

640-650 С.

Предлагаемый способ может быть проиллюстрирован следующим примером. конкретного осуществления.

Нанесение покрытий по предлагаемому 15 способу:и по прототипу производили на образцы-трубки Я21,3х2,5 мм длиной 80 мм из стали марки 08КП

Обработку образцов производили следующим..образом; обезжиривали в щелоч- 20 ном растворе с ТМС; промывали; травили в

15-20 HCI; промывали, Обрабатывали в

35ф-ном растворе состава, мас. $:

UCI, 25

NaF 7 25

KCI 45

ЕпСЬ . 23.

Сушили при 150-180 С.

Подготовленные таким образом образцы обрабатйвали по вариантам: нагрев в 30 атмосфере технического азота до темпера- . тур 300-420 С; выдержка во флюсе-расплаве. 20-200 с при температуре расплава

520ОС; цинкование 15 с при 470 С; охлажде- . ние погружением в воду. 35

Применяли 100 расплав флюса указэнного выше состава (температура плавления 350-310 С).

Нанесение элюминийцинкового покрытия типа "гальвалюм" .по предлагаемому 40 способу: Нагрев в атмосфере технического азота до 350-470 С; Выдержка в 100 флюсе-расплаве состава, мас. :

LiCI .. 30

NaCI . t3 .. 45

КС! 48

KF. 3

NaF 3

AI з . 3 в течение 15-190 с при 650 С. 50

Температура плавления расплава 500520 С, Погружение в расплав металла покрытия состава, мэс.ф

AI 55 55

Zn 43,5

31 . 15 при 600 С в течение 10 с, Охлаждение в струе воздуха.

Цинкование по прототипу, 4

Погружение образцов в расплав цинка при 470 С через слой 15 мм 100 флюсарасплава указанного состава. Охлаждение погружением в воду.

:Качество обработки оценйвали следующим образом: по визуальному осмотру (отсутствие непрокрытых пятен, точек); по толщине слоя интерметаллидов, определяемой металлографйческим способом, Потери цветного металла в гартцинк оценивали по содержанию железа в нижней части расплава цинка (по химическому анализу). Содержание железа в йижней частй расплава флюса определяли путем химического анализа.

Йезул ьтаты сра внейия предлагаемого способа и прототипапредставлены в таблице.

:. Для цинкования и нанесения алюминийцинковых покрытий по: предлагаемому способу время выдержки в "рэсплаве металла йокрытия может. составлять даже 3-5 с, что практически невозможно осуществить при покрытиях труб. B òî же время; rio.ripo-тотипу, время цинкования, необходимое для формировэйия покрытия, составляет

60-70 с, При нанесении алюминийцинковых и цинкалюминйевых йокрйтий способ по прототипу ("мокрый") нецелесообразен из-зэ значительных газовыделений — хлорида алюминия.

Из изложенного следует, что предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности (наносит алюминийцйнковые покрытия); повышает качество (пластич.ность) покрытия зэ счет снижения толщины диффузиойного слоя с 20-22;мкм (rio прототипу) до 6-7 мкм и с 10 — 12 мкм (при нагреве до температуры ниже темйературы плавления расплава-флюса) до 6-1 мкм, В последнем случае снижение толщины промежуточного слоя достигается за счет образования меньшего количества продуктов коррозии обрабатываемого изделия при кратковременном пребывании.его в расплаве флюса, вносимых в расплав металла покрытия и частично остающихся в покрытии в виде железоцинковых фаз, частично переходящих в расплав в виде гэртцинка. Кроме того, повышает производительность обработки, снизив время, необходимое для формирования покрытия до минимально возможного практически (3-15 c) вместо 70 с, а также время, затрачиваемое на nporpee изделия в расплаве флюса с 200 с до 20 с; снижает расход цветных металлов и солей (снижение массы гартцинка в рэсплаве металла и дроса в рэсплаве флюса), о котором

5 . 1799398: . . 6 свидетельствует снижение содержания же- целью длительного хранения особочистык, леза внижнейчасти расплаваметаллас11;4 газов и жидкостей, не.реагирующих с данчастей до 9 (при нагреве ниже температуры ными металлами) и батарей водяного отопплавления флюса) и 6,5 частей (предлагае- ления (с целью защиты ог коррозии}. мый состав)и врасплаве флюсас22частей 5 Формул а и зоб рете н ия при длительном до 3 частей при кратковре- .1. Способ нанесения металлических поменном нагреве. Снижение расхода дости-: крытйй преимущественно на трубы и издегается и при уменьшении уноса с лия с внутренним каналом, включающий легколетучими соединениями, образующи- химическую очистку, предварительный намися при постоянном контакте расплава 10 грев в защитйой атмосфере, обработку в флюса с расплавом металла (прототип); расплаве флюса, находящемся в отдельной уменьшает вредные выбросы (за счет сни-, ванне, погружейие в расплав металлопокжения газовыделений в закрытой системе с рытия и скоростное охлаждение, о т л и ч азащитной атмосферой техническогоазота).. ю шийся тем, что, с целью повышения

Кроме того, нагрев в атмосфере техйи- 15 качества покрытия, расширения технологического азотас кратковременнымдогревом ческих возможностей и повышения надежво флюсе-расплаве, также йаходящемся в — ности в. работе ванны с расплав.ом контакте с защитной газовой средой, позво- металла-покрытия, обработку в расплаве ляет снизить коррозионное воздействие флюса и в расплаве металла- покрытйя осуфлюса не только на обрабатываемую сталь, 20 ществляют в защитной среде, а в качестве но и на материал оборудования и футеровку . защитной среды используют инертный газ, ванны, снизив соответственно потери флю- причем в расплаве флюса изделия догреваса в дрос. При этом кратковремейный до- ютдо рабочей температуры расйлава метал-. грев труб во флюсе-расплаве ла-покрытия или выше ее. целесообразен при электродном нагреве 25 2, Способ по и. 1, отличающийся флюса-расплава,. а предварительный нагрев . тем, что в качестве инертного газа использутруб-индукционным способом. ют технический азот.

Предлагаемый способ может йайти ши-: 3; Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ирокое применейие при производстве труб с и с я тем, что при нанесении алюмоцинковокоррозионностойкими покрытиями, в пер- 30 го покрытия, содержащего 55 алюминия, вую очередь, при производстве водогазоп- 43,5 цинка и1,5% кремния, предварительроводных труб «3 23-114 мм с ный нагрев производят до 350-4?О С и доалюминийцинковыми покрытиями, при цин- грев в расплаве флюса — до 640-650 С при ковании или алюминировании баллонов (c температуре плавления флюса 500 — 520 С,.

1799398

Вариант обработки

Выдержка в расплаве металла покрытия,с

Толщина слоя интерметаллидов, мкм

t расплава металла покрытия, ОС (плавления флю.са расплава.

ОС

t нагрева в техническом азоте, оС

Цинкование (предлагаемый способ) 470

470

40 .20

22

3 9.0

7,5

6,5

10-12

6-7

360

420

Нанесение алюминийцинкового покрытия (предлагаемый способ) 190

600

8-8,5

7.

12

580

27

4,5

510

Цинкование (no прототипу) 20-22

11,4

470

360

Составитель Л.Инова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Е Папп

Редактор 3.Ходакова

Заказ 790 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Время, необходимое для нагрева до рабочей t на- несения покры. тия,с

Содержание железа после обработки

1м поверх ности в нижней части расплава флюса, мас.

Содержание железа в нижней части расг.лава после обработки

1м повти, мас,