Способ горячего цинкования

Способ горячего цинкования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Союз Советсиик

Социалистически« республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >986962 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30,01,81 (21). 3241514/22-02 с присоединением заявки Jм (23) Приоритет

Опубликовано 07 .01.83. Бюллетень J4 1 (53)М. Кд.

С 23 С 9/10

Гееударстеев«ы3 «ем«тет

СССР ва делам каебретек«й и етерытий (531 УД К621. 793 °. 3 (088. 8) Дата. опубликования описания 07.01.83

Н.Г.Кирющенко, А.И.Анфиногенов, 6.Л.Зафапин, А Ф.;Плотйико а, Я.Б,Чернов и Б,П,Старцев

Институт электрохимии Уральского научен т а "АН СССР, (72) Авторы изобретения (71 } Заявитель (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Изобретение относится к химииотермической обработке и может быть использовано при изготовлении коррозионностойких композиционных материалов в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ цинкования в среде порошкообраэного цинка при 370о

440 С. Стальные детали упаковывают в железные ящики, засыпают порошком цинка с песком. Ящики закрывают крышками, замазывают глиной и помещают в разогретую печь (1) .

Недостатками известного способа являются его периодичность а также загрязненность атмосферы при загрузке и разгрузке ящиков.

Известен способ электролизного

- цинкования в солевом расплаве на основе хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов и, хлорида цинка при 600-800 C t 2).

Недостатками данного способа яв. ляются необходимость специального оборудования для электролиза, что удорожает и усложняет процесс, ухудшение условий труда за счет испарения солей при высоких температурах цинкования (600-800ОС), которые за. грязняют атмосферу цеха и окружающую среду.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ жидкостного цинкования в расплавленном цинке при 450-480 С 1.3).

Технология включает операции подготовки поверхности изделий и сам процесс цинкования. При подготовке поверхности удаляют с нее жаровые и другие загрязнения, окалину, ржавчину, наносят слой флюса. Жировые и другие загрязнения удаляют с поверхности химической или электрохими" ческой обработкой в щелочных раст986962

3 ворах, а также путем отжи га . После обезжиривания и промывки изделия травят в водных растворах серной или соляной кислоты или их смесей с ингибиторами для удаления окалины или ржавчиныв Травленные изделия промывают в воде для удаления с их поверхности остатков травильного раствора и солей железа, а иногда производят декапирование погружением на 3-5 мин 1© в водный раствор соляной кислоты.

Для окончательного удаления солей и окислов металлов с поверхности, для улучшения смачивания ее расправленным цинком изделия подвергают флюсованию чаще всего в смеси расплавленного хлористого аимония и хлористого цинка.

После подготовителыиых операций изделия погружают в расплав цинка, выдерживают в нем определенное время, извлекают из расправа и охлаждают.

При получении композиционного ма° териала этим способом на поверхности н изделий образуется плакировка, сос.тоящая из четырех фаз: Г"Фаза (FeZn. );

О-фаза (FeZn ); $-фаза (FeZn g и внешний слой - чистый цинк (g-фаза), Так как скорость разрушения покрытий, по30 лученных в расплаве цинка, в 2,03,8 раза выше, чем этих покрьдгий, подвергнутых термической обработке, поэтому оцинкованные изделия подвергаются диффузионному отжигу при 500550 С. При этом на поверхности образуетсв вместо иистого цинка 1-фаза ,или(-фаза, Недостатками известного способа являются образование на поверхности, 4В слоя чистого цинка с. наплывами, избыток цинка требуется удалять различными способами (для получения на поверхности изделий -фазы или d×-фазы и повышения коррозионной стойкости эти изделия необходимо дополнительно отжигать, а это удорожает и усложняет процесс); малая стойкость тиглей в расплавленном цинке, что удорожает процесс. В процессе цинкования стенки ванны взаимодействуют с расплавленным цинком, в результате чего происходит их эначитель,.ое разьедание и„ в конечном. итоге, ванна выходит из строя. При содержании Ы

0,154 кремния в составе материала ванна может выйти иэ строя в течение е нескольких недель даже при 430-450 С.

Кроме того, сложные операции одготовки поверхности иэделий п цинкованием и необходимость дополнительного оборудования для этого (печи для отжига изделий, печи для сушки их после флюсования)усложняют и удорожают процесс.

Цепь изобретения - удешевление и упрощение получения цинкового покрытия.

Цель достигается тем, что согласно способу горячего цинкования, включающему флюсование в солевом расплаве галогенидов щелочных металлов и хлорида цинка и последующее нанесение цинкового покрытия, флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют одновременно при 300-400 С в указанном солевом расплаве, дополнительно содержащем порошок цинка.

При этом флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют в солевом расплаве, содержащем галогениды щелочных металлов, хлорид цинка и поpoLUoK цинка при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Хлорид цинка 10-63

Порошок цинка 10-50

Галогениды щелочных металлов Остальное

Если брать хлористого цинка мень-. ше 10 и больше 634, то солевая фаза находится в твердом состоянии. Если брать порошок цинка менее 103, образуются слои малой толщины, если больше 504, солевой расплав становится очень вязким и кроющая способность

его низкая, Процесс ведут в атмосфере воздуха в ванне с перемешиванием или без пе1 ремешивания расплава, Температура химико-термической обработки 300-400 С, т.е. выше температуры плавления соответствующей со левой смеси и ниже температуры плавления цинка, Время цинкования 1-5 ч, При обработке стальных иэделий в предлагаемом расплаве на деталях образуется без дополнительных операций хорошо сцепленный композиционный материал, состоящий из внешнего слоя

ГеЛп, среднего слоя FeZn и слоя, примйкающего к основе, Fezn3

Пример 1. В железном тигле наплавляют расплав следующего ñîñтава, вес.Ф: хлористый калий 27, хлористый цинк 63, порошок цинка 10.

При 350ОС в расплав опускают образец из стали 25 и за 5 ч получают покры986962 6 вамием и специальная операция диффу- зионного отжига композиционного маа териала; удешевить процесс получения материала эа счет того, что не

$ требуется дополнительное оборудование для подготовки поверхности перед цинкованием и печей для диффуэионно" го отжига, а также за счет повышения стойкости тиглей ванны цинкова1© ния, Формула изобретения

Составитель P.Клыкова

Редактор И.Дылын Техред. М.Гергель . Корректор А.Гриценко акаэ О 1

Тираж 95 одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 атент, г. жгород. ул. Проектная, Филиал

5 тие толщиной 20 мкм, состоящее из фаз: FeZn<, FeZn, FeZn, Пример 2. В железном тигле н плавляют расплав следующего состава, вес.ь: хлористый калий 15, хлористый цинк 35, порошок цинка 50. При

350 С в расплав опускают образцы из стали 35 и за 1 -ч получают покрытие толщиной 15 мкм, состоящее из фаз:

Гевал„, Fezn7i Fezn . Толщина Фазы

Ге2п,г в 2 раза превышает фазы более беднйе по цинку.

Пример 3. В железном тигле наплавляют расплав следующего сос тава, вес.4: хлористый калий 20, фтористый натрий 2, хлористый цинк

41, порошок цинка 37. При 300оС в расплав опускают образцы из стали

35 и за 5 ч получают покрытие толщиной 30 мкм, состоящее из фаз: FeZn, 26

FeZn ; FeZnЗ, Пример 4. В железном тигле наялавляют расплав следующего состава, вес.4: хлористый калий 30, хлористый литий 25, хлористый цинк 10, порошок цинка 35, При 400 С в расплав опускают образцы из стали

60С2А и за 3 ч получают покрытие толщиной 40 мкм, состоящее из фаз:

FeZq>, FeZn7, FeZn>.

Процесс не требует специальной подготовки поверхности изделии перед получением композиционного материала, так как очистка ее происходит в самой ванне цинкования, 35

Стойкость тигля повышается в несколько десятков раз как за счет снижения температуры процесса до 300400вС, так и за счет уменьшения агрессивности расплава (металлический цинк при этих температурах находится в твердом состоянии и не происходит его взаимодействие с ма-, териалом тигля) .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения композиционного материала на основе цинка за счет того, что не требуется дополнительная операция подготовки поверхности перед цинкоСпособ горячего цинкования, включающий Флюсование в солевом расплаве галогенидов щелочных металлов и хлорида цинка и последующее нанесение цинкового покрытия, о т-л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют одновременно при 300-400 С в указанном солевом расплаве, дополнительно содержащем порошок цинка.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют в солевом расплаве, содержащем галогениды щелочных металлов, хлорид цинка и nopolllOK цинка при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Хлорид цинка 10-63

Порошок цинка 10-50

Галогениды щелочных металлов Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Иинкевич А,Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов.

И., "Машиностроение", 1965, с. 248249.

2, Авторское свидетельство СССР

Е 213511 кл С 23 С 1/02 1966

3. Проскурин Е.В. и др. Диффузи-. онные цинковые покрытия. M., "Иеталлургия", 1972, с. 71-129.