Способ нанесения металлических покрытий на стальные изделия
Сущность изобретения: способ нанесения металлических покрытий на стальные изделия, преимущественно трубы, включает очистку поверхности, флюсование в растворе.содержащем хлориды лития и калия при их соотношении (0,7-1,1):1, нагрев до 350- 420°С, проводку через расплав металла - покрытия и охлаждение. Для флюсования используют раствор, содержащий, г/л: хлорид лития 280-410, хлорид калия 370-400, фторид калия 70-100, хлорид цикла 10-80 или в растворе, содержащий г/л: хлорид метил лития 140-200, хлорид калия 180-200, фторид калия 230-370 и хлорид цинка 10- 50. Операции нагрева и проводки через расплав металла-покрытия осуществляют в защитной атмосфере. 3 з.п. ф-лы, 2 табл. |. -. е
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 2/36
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4877879/26 (22) 25.10.90 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.И.Блинов, Я.НЛипкин, l0.А.Милюков, И,Н.Братушкина и lA.А.Гусева (73) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (56) Бакалюк Я.Х., Проскуркин Е.В. Производство труб с металлическими покрытиями, М,: Металлургия, 1975, с, 216.
Бакалюк Ч.Х., Проскуркин E.Â. Трубы с металличес, . 1ми противокоррозионными покрытиями. М.: Металлургия, 1985, с. 200.
Технологическая инструкция Челябинского трубопрокатного завода. ТИ. hL 158-Тр
Дс. 8 — 16-89.
Тейндл Й. Новые методы нанесения металлических покрытий. M.: Металлургиздат, 1963, с. 10-20.
Изобретение относится к технике нанесения горячих (жидкофазных) металлических покрытий, в первую очередь цинковых, цинкалюминиевых и алюминиевых сплавов и может быть использовано, преимущественно, при покрытии стальных труб и листа в металлургии, машиностроении, строительной индустрии, нефтедобывающей промышленности.и коммунальном хозяйстве, а также других изделий.
Целью предлагаемого технического решения является расширение технологических возможностей, снижение расхода цветных металлов и улучшение условий труда.,,5U„, 1834909 А3 (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ HA СТАЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ (57) Сущность изобретения: способ нанесения металлических покрытий на стальные изделия, преимущественно трубы, включает очистку поверхности, флюсование в растворе,содержащем хлориды лития и калия при их соотношении (0,7 — 1,1):1, нагрев до 350—
420 С, проводку через расплав металлапокрытия и охлаждение. Для флюсования используют раствор, содержащий, г/л: хлорид лития 280-410, xnopi:д калия 370-400, фторид калия 70-100, хлорид цикла 10-80 или в растворе, содержащий г/л: хлорид метил лития 140 — 200, хлорид калия 180-200, фторид калия 230-370 и хлорид цинка 1050. Операции нагрева и проводки через расплав металла-покрытия осуществляют в защитной атмосфере. 3 з.п, ф-лы, 2 табл.
Поставленная цель достигается в способе нанесения металлических покрытий на стальные изделия, преим щественно трубы и лист, включающем очистку поверхности изделий, флюсование в растворе хлоридов, нагрев, проводку через расплав металлапокрытия и охлаждение. в котором согласно предлагаемому техническому решению, флюсование проводят в растворе, содержащем хлориды лития и калия при их соотношении, равном (0,7 — 1,1). 1, а нагрев после флюсования проводят до 350 — 420"С.
Кроме того, флюсование осуществляют в водных растворах флюса двух составов (в г/л):
1834909
I LICI 280 †4
KCI 370 †4
KF 70 — 100
Еп С!2 10 — 80
Вода До 1 л
I1 LICI 140-200
КО 180 — 200
ЕпОг 230 — 370
f4H Вода До 1 л Причем нагрев и проводку через расплав металла проводят в защитной атмосфере. Предлагаемый способ может быть проиллюстрирован следующими примерами конкретного осуществления. Нанесение покрытий по предлагаемому способу и по прототипу пооизводили на образцах-пластинах размерами 50 ммх20 ммх х 2 мм из стали марки Ст. 1 и образцы-патрубки диаметром 21,3 х 2,5 мм длиной 80мм из стали Ст. 1, Обработку образцов производили следующим образам: обезжиривали в щелочном раство1>е ТМС; промывали в воде; травили в 15-20.) -.ной Н2$04; промывали в воде; обрабатывали в растворе флюса путем окунания на 1 мин при 80-90 С. В качестве активаторов использовали ZnCQ, NHqCI u KF. Составы растворов приведены в табл. 1. Нагревали на воздухе и в атмосфере аргоне или технического азота, которые продували в приспособлениях-контейнерах нэд тиглями с соответствующими расплавами металла в шахтной печи. Замеряли с помощью термопар температуры расплава и металла и над ним — e зоне нагрева образца; окунали образец в расплав металла покрытия на задаваемое время и извлекали из расплава на воздух; охлаждали воздухом у осевого вентилятора. Эффективность предлагаемого способа в первой серии опытов оценивали по каче.ству обработки и потерям цветного металла. Качество обработки оценивали по визуальному осМотру (отсутствие непрокрытых пятен, точек). Потери цветного металла в дрос или гартцинк оценивали по содержанию железа в нижней части расплава (по химическому анализу, пробе застывшего расплава} после обработки 1 кв. дм поверхности в 600 мл расплава при поддержании этого объема. Результаты сравнения предлагаемого способа и прототипа представлены в табл, 1. Вторая серия опытов проведена с целью полуколичественной оценки потерь жидкого слоя флюса, образующегося на поверхности расплава металла покрытия при вытеснении этим расплавом более легкого флюса с поверхности металла. Для опытов в фарфоровые стаканы емкостью 100 мл вводили одинаковые навески сплава "гальвалюм"; устанавливали стаканы в контейнер из нержавеющей стали с водоохлаждаемым фланцем, закрывали контейнер, плавили сплав и нагревали его до рабочей температуры (контроль термопа10 рой) при продувке контейнера техническим азотом. Затем охлаждали стаканы, извлекали из контейнера и взвешивали. В каждый стакан на застывший холодный сплав вносили навеску компонентов исследуемого 15 флюса, после чего стакан нагревали в контейнере до рабочей температуры, продували контейнер техническим азотом, затем охлаждали. Проводя несколько циклов "нагрев-охлаждение" (кэждый цикл длился 8 — 9 20 часов), охлажденные стаканы взвешивали при комнатной температуре. Оценку проводили по потерям массы стаканов с застывшими расплавами металла и слоя флюса. Нэвески компонентов исследуемых 25 флюсов соответствовали их солевым составам. В каждом цикле "нагрев — выдержка— охлаждение" время поддержания рабочей температуры составляло 3 ч. Во второй серии опытов определяли химическим анализом содержание хлоридов (в пересчете на. HCI) над расплавом в продуваемом техническом азоте (при избыточном давлении 40-60 мм НгО) и на воздухе над 35 ванной, Содержание пыли не определяли из-за чисто технических трудностей химического анализа в условиях опытов, Результаты опытов приведены в табл. 2, По результатам сравнительных испыта40 ний (табл. 1,2) сделаны выводы о том, что предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет расширить технические возможности — наносить алюминийцинковый сплав типа "гальва45 люм", чего не удалось получить способом по прототипу; снизить расход цветного металла; улучшить условия труда. При нанесении цинковых покрытий (при равных условиях эксперимента) в нижнем 50 дросе содержалось 7 железа по предлагаемому способу и 9$ железа по прототипу. При нанесении алюминийцинкового покрытия на офлюсовэнные образцы, нагретые после флюсования до 170 С в атмос55 фере аргона,и погружении после этого в расплав "гэльвалюм" в нижнем дросе содержалось 22 железа, а по предлагаемому техническому решению (флюсование. нагрев до 420 С. в атмосфере технического азота и погружении в расплав металла по1834909 крытия в этой же атмосфере) в нижнем драсе содержалось 11 — 12 железа. Экспериментально показано (табл. 2), что жидкий флюс сохраняется на поверхности расплава гальвалюма длительное время. Это косвенно доказывает уменьшение потерь в верхний дрос. Следует отметить, что потери в верхний дрос (изгарь) при цинковании по прототипу составляют 16 — 177; от расхода цинка, 10 Содержание хлоридов в атмосфере продуваемого технического азота над слоем жидкого флюса в 2,7 — 4 раза меньше, чем над слоем жидкого флюса в воздухе. Это существенно снижает количество вентили- 15 руемой газовой смеси, подлежащей очистке и обезвреживанию. Кроме того, избытки жидкого слоя флю. са можно удалять.без применения ручного 20 труда, В то же время, по прототипу, изгарь удаляется, в основном. вручную. T.î. предлагаемое техническое решение позволяет расширить технические воэможности способа — осуществить 25 производство изделий с алюминийцинковыми покрытиями; снизить расход цветного металла эа счет уменьшения потерь на 20— 50 ; улучшить условия труда — снизить газовыделения на 25-67ф,. 30 Предлагаемый способ может найти широкое применение при производстве труб с корроэионностойкими покрытиями, в первую очередь, при производстве водогазоп35 роводных труб диаметром 23 — 114 мм с алюминийцинковыми покрытиями. Формула изобретения 1, Способ нанесения металлических покрытий на стальные изделия, преимущественно трубы и лист, включающий очистку поверхности изделий, флюсование в растворе хлоридов. нагрев, проводку через расплав металла-покрытия и охлаждение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, снижения расхода цветных металлов и улучшения условий труда, флюсование проводят в растворе, содержащем хлориды лития и калия при их соотношении 0,7-1,1:1, а нагрев после флюсования проводят до 3504200С, 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что операции нагрева и проводки через расплав металла проводят в защитной атмосфере. 3. Способ по пп. 1 и 2, отл ич а ю щий с я тем. что флюсование осуществляют в водном растворе состава, г/л: Хлорид лития 280-410 Хпорид калия 370 — 400 Фторид калия 70 — 100 Хлорид цинка 10 — 80 4, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что флюсование осуществляют в водном растворе состава, г/л: Хлорид пития 140 — 200 Хпорид калия 180 — 200 . Хлорид цинка 230-370 Хлорид аммония 10 — 50. 1834909 Таблица I Состав водного раствора Флюса, г/л Качество покрытия при визуальном осиотре Состав покрытия, ремни нанесения (выдеряка, температура расплава) Пример ННТCl tlaC1 1.1С1 KCf 1С соотновение f.ic1 юлXllC1 Ib прототийу Цинкование. Хп 4 0,2Х Аl.ЗО с, 450оС 100 30 . 60 Покрытие сплоюное, без деФектов 170, воздух 170 вргом 22 Цинкование по предлагаем!иу техническому равенна 200 5 130 210» 0 ° 62 350, аргон 258 обработанных образцов миеют покрытые участки Хо-:0,2Х Al 15 с, 450 С 230 10 140 180 » 0,78 420, тех» нический азот 300 30 - f 70 1ЭО - 0,89 420, технический азот Хп-ц,ХХ Al. 15 с, 450вС 370 50 200 200 - 1 380 60 " . 205 175 -. 1,!7 350, eprîì Имеются дейекты покрытия, отслоенмя Хп-0,2Х А1, f5 с, 450 С нанесение алюнмиийцимкового покрытия типа по предлагаеноиу техинческоиу рвюемию 5 " - 270 4!О 60 0,66 "галъввпюнм 502 обработанных образцов имеют не . непокрытые участям 552l Al, 43,52 Zll, Si 1,52 !5 с, 620 С 1О - - 280 370 70 0,76 9 я 45 в 80 . Ов9 и 1I! 12 1 02 1> 16 264 образцов имеют нвпокрытие участки Таблица 2 Составитель Л.Инова Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши Редактор О.Павлова Заказ 2705 Тираж Подписное ВНИИПИ ГОСударСтВЕННОГО КОМИтЕта ПО ИЗОбрЕтЕНИяМ ОГОтКрЬ1тИяМ ПрИ ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101! О 1t 12 ианесвние Al-Ka пок- 8 рытня: А1-552, Хп-43,52,. Si-f,5Õ. 15-50 с, 620 С 4t0 420 38г 85 400 100 360 110 Температура нагрева оолюсованных изделий, С, атносФера 420, ° тех" ннчвскнй азот млн аргон 420, технический азот Покрытие трескается при изгибе, частичное отслаивание, непокрытые участки Покрытме сиповатое,, без деюектов. Ие отслаивается при загибе образцов на 180 Покрытие сплавное, б 3 дфк . tf отслаивается при загибе образцов нв 180Я. Покрытие сплзаиов без дееектов. Иа отслаивается при загибе образцов на t80 Тодермание мелвзв в нимней частм расплава неталла, иас.Х
