Состав для получения медно-оловянных покрытий на стальных изделиях

Состав для получения медно-оловянных покрытий на стальных изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистические

Республии пц 945236 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.12.80 (21) 3221757/22 — 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

С 23 С 9!02

5Ьщдеротеенный комитет

СССР ао делом изобретений н открытий (53) УДК 621785

° 51.06(088.8) Опубликовано 23 07.82. Бюллетень № 2-, Дата опубликования описания 23.07 82 (72) Авторы изобретения

В. А. Генелв, Т. П. Старосветская, П. Т. Горячев и Н. И. Алешин (7 l ) Заявитель

Центральная научно-исследовательская лаборатория полимерных контейнеров (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНΠ— ОЛОВЯННЫХ

ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к металлургии, а именно к.химико-термической обработке поверхности стали, в частности к нанесению на ее поверхность защитных диффузионных медно- оловянных покрытий и может быть использо5 вано для защиты сталей от коррозионного воздействия агрессивных сред и для повышения антифрикционных свойств.

Известен состав для получения медно-оловянных покрытий, содержащий олово 16 — 25% или кремний в расплаве меди. Стальные изделия погружают в данный расплав при 850 С и выдерживают 0,25 — 60 мин (11.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является состав, содержащий смесь окислов меди и оло ва (5 — 20%).

На основе окислов меди и олова приготавливается водная суспензия, которая ровным слоем наносится на пластинки из стали и затем подсушивается на воздухе при 50-60 C.

Восстановление окислов в восстановительной атмосфере (водород и окись углерода) проводят в кварцевой трубе при 600 — 1200ЮС«При2 чем благодаря образованию жидких и твердых растворов олова в меди восстановление прохо«« дит практически полностью. При температурах близких к линии ликвидуса бронзовые покрытия получаются беспористыми, а при температурах ниже линии ликвидуса на 25 — 250 С покрытия имеют поры (21.

К недостаткам состава следует отнести необходимость проведения процесса в восстановительной атмосфере и взрывоопасность водород. ной среды. Кроме того, процесс усложняется необходимостью приготовления водной суспензия из окислов с последующим подсушиванием на воздухе.

Цель — упрощение технологии нанесения покрытий и улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что в известный состав, содержащий смесь соединения меди и олова, дополнительно вводят окись алюминия, а в качестве смеси, содержащей соединения меди и олова, используют смесь хлоридов меди и олова при следующем их соотношении, вес.%:

945236

Толщина покрытия, мкм

60,0

170

30,0

190

100,0

150

Та блица 2

Потери веса (мг/мм2)

С покрытием на основе окислов

Время, су1

С покрытием на основе хлоридов

Без покрытия

0,005

0,475

0,004

0,0084

0,0077

0,0098

0,0!41

0,0183

0.743

0.0! 16

1,023

0.0!5

I.9!6

0,018!

I !1 Ih

0,0224

Смесь хлоридов меди и олова 40-60

Окись алюминия Остальное

Причем смесь хлоридов меди и олова содержит, вес.%:

Хлориды меди 55 -65

Лвухлористос олово 35 -45

Вначале приготавливают смесь, состоящую из 55-65% СоС1 и 35 — 45% SnC1q. Смесь тц)а. тельно перемешивают. Затем насыщающую смесь вместе со стальными образцами помещают в керамическую .или кварцевую лодочку. Установка, в которой проводят процесс, представляет собой трубчатый реактор из нержавеющей стали герметизированный с одной стороны и свяэанньш с атмосферой через водяной затвор с другой. Нагрев осуществляют трубчатой печью, контроль температуры — термоцарой с милливольтмстром. Перед нагревом лодочку вместе с насыщающей смесью и образцами помешают в зону нагрева реактора. После нагре ва и иэотермической выдержки реактор извлекают из печи и охлаждают на воздухе до ком-натной температуры. Затем из него извлекают . покрытыс образцы.

° 25

При нагревании двухлористое олово плавится при t „ = 227 С и стравливает окисную пленку на стали, поэтому нет необходимости в предварительной подготовке Образцов.

Состав насыщающей смеси, вес.Я (СОС1 60! + SnC12 40%) 50% +

501 Л! 0 (CuC1 55% + SnC1 45%) 40% +

6Î." Л120з ((uC1 65!4 + SnC1@ 35%) 60% +

40," Л !.O>

Пример. Приготавливают исходную смесь состава, вес.%: 50% (60% CuC1 +

+ 40% SnC1q) +50% А1 0э, тщательно ее перемешивают. Полученную шихту вместе с образцами из стали ст. 3 помещают в керамическую лодочку, которую устанавливают в стальной реактор с водяным затвором, и нагревают в печи до 1100 С и выдерживают при этой темпсратуре 10 мин. После отключения печи реактор охлаждают на воздухе до комнатной температуры и извлекают образцы. Толщина покрытия 60 мкм, микротвердость 170 кгс/мм .

Ланные по обработке приведены в табл. 1.

Твердость .их основы после химико-термической обработки составляет 110 кгс/мм .

Жнные испытания по коррозионной стойкости в 10%-ном водном растворе соляной кислоты. приведены в табл. 2.

Анализ данных табл. 2 позволяет сделать вывод, что коррозионная стойкость образцов с медно-оловянным покрытием, полученных с использованием хлоридов меди и олова, не ниже, чем у образцов с медно-оловянным покрытием на основе окислов меди и олова.

Техническая эффективность способа заключается в том, что предлагаемый состав позволит проводить процесс во взрывобезопасных условиях и по более простой технологии при сохранении качества покрытий.

1 Таблица !

Значение микротвердости в середине слоя, кгс/мм

945236

40 — 60

Остальное

Составитель Л. Бурлинова

Тсхред Т. Маточка

Корректор О. Билак

Редактор H. Гунько

Тираж 1053

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

llo делам изобретений и открытий

l l3035. Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Пат чп". r. Ужгороц. ул. Проектная, 4

Заказ 5267/37

Подписное

Формула изобретения

1. Состав для получения медно-оловянных покрытий на стальных изделиях, содержащий смесь соединений меди и олова, о т л и ч а - S ю щ и " с я тем, что, с целью упрощения технологии получения покрытия и улучшения условий труда, он дополнительно содержит окись алюминия, а в качестве смеси соединений меди и олова — смесь хлоридов меди и олова при следующем соотношении компонентов, вес.%

Смесь .хлорндов меди и олова

Окись алюминия

2. Состав по п. l., о т л и ч а ю щ н и с я тем, что он содержит смесь хлоридов меди и олова при следующем их соотношении, вес.%:

Хлориды меди 55-65

Двухлористое олово 35 — 45

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США У 4142011, кл. С 23 С 1/10, 1979.

2. Михина Г. Ф., Воронцов Б. С. Нанесение бронзовых покрытий путем восстановления металлов из окислов. — Защита металлов" т. 10, 1974, й4 2, с. 2l1-213.