способ нанесения алюминиевых покрытий на изделия из чугуна и стали

Формула изобретения

Способ нанесения алюминиевых покрытий на изделия из чугуна и стали, включающий подготовку поверхности изделия и последующее погружение его в алюминиевый легированный расплав, отличающийся тем, что проводят струйно-абразивную подготовку изделия, а алюминиевый расплав легируют цинком, кремнием, магнием и оловом при следующем содержании мас.%:

Цинк - 7,0-10,0

Кремний - 3,0-5,0

Магний - 0,5-1,5

Олово - 0,2-0,5

при этом температура расплава лежит в пределах от 660 до 680^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения алюминиевых покрытий погружением в расплав и может быть использовано для защиты от коррозии проката и изделий из чугуна и стали.

Известны способы нанесения алюминиевых покрытий на стальные изделия погружением в расплав алюминия, содержащий цинк и магний.

Ближайшим аналогом изобретения является способ нанесения алюминиевых покрытий на изделия из чугуна и стали, включающий подготовку поверхности изделия и последующее погружение его в алюминиевый расплав, легированный цинком и кремнием (GB, 1440328, МПК С 23 С 1/00, 1976 г.).

В качестве недостатка ближайшего аналога можно отметить невозможность нанесения алюминиевого покрытия на изделия из чугуна и стали при температуре ниже 715^oС без применения флюсов, а наличие слоя интерметаллидов достаточно большой толщины (10-15 мкм) делает покрытие хрупким, что не позволяет в дальнейшем деформировать стальное изделие с алюминиевым покрытием.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении температуры расплава алюминия, при которой обеспечивается формирование достаточно пластичного защитного покрытия без применения флюса, позволяющее деформировать прокат и изделия с алюминиевым покрытием.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе нанесения алюминиевых покрытий на изделия из чугуна и стали, включающем подготовку поверхности изделия и последующее погружение его в алюминиевый расплав, легированный цинком и кремнием, проводят струйно-абразивную подготовку изделия, а алюминиевый расплав легируют цинком, кремнием, магнием и оловом при следующем содержании, мас.%:

Цинк - 7,0-10,0

Кремний - 3,0-5,0

Магний - 0,5-1,5

Олово - 0,2-0,5

при этом температура расплава лежит в пределах от 660 до 680^oС.

Результаты нанесения алюминиевых покрытий на образцы при струйно-абразивной подготовке поверхности в расплавах с различными химическими составами, изучение структуры и эксплуатационных свойств получаемых покрытий приведены в табл. 1.

Пластичность покрытий оценивается с помощью пробы образца с покрытием на изгиб вокруг цилиндрической оправки. В табл. 1 приведен минимальный диаметр оправки, при навивке на которую покрытие на образце не разрушается. Коррозионные свойства покрытий оцениваются по результатам ускоренных испытаний образцов при воздействии фазовой пленки влаги, содержащей хлор-ион (имитация морской атмосферы).

Электрохимические исследования получаемых покрытий показали, что легирование алюминиевого расплава, содержащего цинк, кремний, магний, оловом приводит к значительному повышению воспроизводимости результатов измерения электродного потенциала покрытия, что свидетельствует о высокой однородности химического состава поверхностных слоев покрытия.

Алюминиевые покрытия наносили на образцы после струйно-абразивной подготовки поверхности при различных температурно-временных режимах погружением в расплав следующего химического состава, мас.%: алюминий - основа, цинк - 8,0, кремний - 4,5, магний - 1,1, олово - 0,4. Результаты исследований полученных покрытий приведены в табл. 2.

Исследования показали, что в температурном интервале 660-680^oС происходит формирование сплошного и равномерного по толщине алюминиевого покрытия без применения флюса, эти покрытия отличаются высокой коррозионной стойкостью и пластичностью.

Анализ результатов алюминирования в расплавах различного химического состава и по различным режимам (табл. 1 и 2) показал, что алюминирование стальных образцов со струйно-абразивной подготовкой поверхности в расплаве, содержащем, мас. %: алюминий - основа, цинк - 7,0-10,0, кремний 3,0-5,0, магний - 0,5-1,5, олово - 0,2-0,5, при температуре 660-680^oС, приводит к достижению поставленной цели. Алюминирование в предлагаемом расплаве без применения флюсов по приведенным режимам способствует формированию равномерных по толщине и структуре пластичных покрытий с высокой коррозионной стойкостью без применения флюсов.