PL100353B1 - Sposob wytwarzania dyfuzyjnych powlok ze stopow miedzi na stopach zelaza - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dyfuzyjnych powlok ze stopów miedzi metoda ^. ogniowo-zanurzeniowa na wyrobach ze stopówzelaza. v^- ^ Znane sposoby uzyskiwania powlok stopów miedzi na wyrobach ze stopów zelaza w wiekszosci przypadków nie zapewniaja trwalego polaczenia z chronionym podlozem oraz ulegaja latwemu odwarstwieniu od niego, co wynika z ich adhezyjnego charakteru polaczenia z podlozem.

Najczesciej stosowany jest sposób nanoszenia adhezyjnych powlok ze stopów miedzi metoda metalizacji natryskowej, osadzania galwanicznego lub naparowywania prózniowego.

Jeden ze znanych sposobów polega na natryskiwaniu na uprzednio oczyszczony srutowaniem i odtluszczony stalowy element strumienia roztopionego proszku z brazu cynowego, zawierajacego 90% miedzi i 10% cyny. W wyniku takiego postepowania uzyskuje sie przylegajaca do podloza na zasadzie adhezji warstwe, charakteryzujaca sie znaczna porowatoscia, przerwami ciaglosci oraz nierównomierna gruboscia. Powloka ta ulega latwemu odwarstwieniu od podloza, a w skutek wystepowania szeregu porowatosci nie chroni skutecznie przed dzialaniem korozji.

Znany jest równiez sposób pokrywania powierzchni wyrobów o nieskomplikowanej konfiguraqi ksztaltów folia z miedzi i jej stopów, z wykorzystaniem procesu obróbki plastycznej. Metoda ta noszaca nazwe platerowania zapewnia uzyskanie powlok o charakterze adhezyjnym ulegajacym w skutek urazów mechanicznych latwemu tluszczeniu sie, co znacznie obniza jej odpornosc na dzialanie korozji. Nie moze byc ona równiez ze wzgledu na trudnosci technologiczne stosowana do pokrywania wyrobów o skomplikowanych ksztaltach. Znany jest takze sposób dyfuzyjnego formowania powlok w kapielach miedzi zawierajacych oprócz miedzi 10% aluminium. Jednakze sposób ten wymaga stosowania atmosfer ochronnych oraz temperatur kapieli dochodzacych do 1300°C. Wymagania te komplikuja przebieg oraz podwyzszaja znacznie koszt procesu.

Wspomniany sposób wymaga równiez stosowania skomplikowanego pieca do miedziowania, natomiast powloki ze stopu Cu-Al jak wykazuja wyniki badan korozyjnych nie gwarantuja wysokiej odpornosci, szczególnie w srodowiskach o duzej agresywnosci korozyjnej.2 100 353 Znane sposoby nanoszenia powlok z miedzi i jej stopów zawieraja wiele niedogodnosci. Nie zapewniaja one w wiekszosci przypadków wytworzenia powlok dyfuzyjnych, a jedynie cienkich warstewek, przylegajacych do podloza dzieki wykorzystaniu sil adhezji. Sposoby te sa bardzo skomplikowane pod wzgledem technologicznym, wymagaja stosowania hermetycznych urzadzen piecowych z atmosferami ochronnymi i prowadzone sa w tempe¬ raturach znacznie wyzszych od 1000°C, które dochodza do 1300°C. Opisy znanych sposobów nie zastrzegaja równiez mozliwosci równoczesnego wraz z formowaniem powloki, prowadzenia zabiegów obróbki cieplnej tworzywa pokrywanego podloza, który to zabieg zmierza do polepszenia wlasnosci mechanicznych, a tym samymjakosci miedziowanych wyrobów.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze pokrywane elementy zanurza sie do kapieli stopionych stopów Cu z Si albo z Sn, albo z Al, albo z P, albo z Zn, albo z Ga, albo z Be o temperaturze w zakresie 700—1000°C ruchem dwustopniowym lub jednostopniowym ruchem ciaglym, w której przetrzymuje sie elementy do 60 minut, a nastepnie wynurza z kapieli i chlodzi z dowolna predkoscia. Zanurzanie elementów w kapieli stosuje sie jednostopniowo lub dwustopniowo polegajace na ich zanurzeniu i wytrzymywaniu pod powierzchnia i nastepnym zanurzeniu do dalszej warstwy kapieli.

Sposób wedlug wynalazku dzieki doborom niskotopliwych stopów miedzi z krzemem, cyna, aluminium oraz fosforem zapewnia ekonomiczne pokrywanie elementów o dowolnie skomplikowanych ksztaltach, przy stosunkowo krótkim czasie zanurzania ich do kapieli stopionego metalu. Sklad chemiczny tych stopów jest nastepujacy, odpowiednio Cu + 13-18% Si Cu + 22-28% Sn, Cu + 22-32% Al oraz Cu + 6-9% P.

Zalety sposobu wedlug wynalazku wiaza sie glównie z jego prostota oraz uzyskiwaniem w krótkich odstepach czasu na dowolnie nie skomplikowanych pod wzgledem ksztaltu wyrobach równomiernych i ciaglych powlok, przy jednoczesnym prowadzeniu w trakcie formowaniasie powloki i po wynurzeniu z kapieli zabiegów obróbki cieplnej. Pokryte sposobem wedlug wynalazku wyroby charakteryzuja sie podwyzszonymi wlasnosciami antykorozyjnymi i zmniejszonymi wlasnosciami mechanicznymi.

Przyklad I. Wyrób ze stali niskoweglowej 0,1% C, o strukturze ferrytycznoperlitycznej po uprzednim przygotowaniu jego powierzchni zanurzono z szybkoscia 5 m/min do kapieli zawierajacej 25% cyny + 75% miedzi, której temperatura wynosila 850°C. Zanurzone elementy przetrzymywano pod powierzchnia kapieli przez okres 1 minuty, nastepnie wynurzano z szybkoscia 2 m/min do dolnej warstwy kapieli, gdzie przetrzymy¬ wano je przez okres 15 minut. Po tym okresie elementy wynurzano z predkoscia 1 m/min nad kapiel i chlodzono je wolno w powietrzu.

Przyklad II. Odcinki rur stalowych zanurzano osiowo z predkoscia 0,5 m/min do kapieli o temperatu¬ rze 860°C, zawierajacej 84% miedzi +16% krzemu. Przetrzymywano je nastepnie w tej kapieli przez okres 3 minut, po czym je wynurzano z predkoscia 3 m/min.

Przyklad III. Element z niskoweglowej stali konstrukcyjnej zawierajacej 0,3% C zanurzano z szybkos¬ cia 3 m/min do kapieli zawierajacej Cu + 30% Al. Temperatura tej kapieli wynosila 820°C. Element zanurzono do strefy sasiadujacej z lustrem kapieli na okres 2 minut a po uplywie tego czasu zanurzono go do strefy dolnej kapieli pozostawiajac tam na okres 6 minut. Po uplywie tego czasu element wynurzono ponad lustro kapieli z predkoscia 0,5 m/min.

Przyklad IV. Wyrób z zeliwa sferoidalnego o strukturze perlityczno-ferrytycznej, które zawieralo 3,8% C, 2,2% Si oraz 1% Mn zanurzono do kapieli o skladzie Cu + 8% P o temperaturze 780°C wyrób ten zanurzono na dowolna glebokosc i przetrzymywano go w kapieli przez okres 10 minut, a nastepnie wynurzono z predkoscia 1 m/min.

Przyklad V. Element ze stali niskoweglowej zawierajacej 0,2% C o strukturze ferrytyczno-perlitycznej zanurzono z predkoscia 6 m/min do kapieli zawierajacej Cu + 24% Sn, której temperatura wynosila 870°C.

Wyrób ten zanurzono na dowllna glebokosc i przetrzymywano przez okres 8 minu, a nastepnie wynurzono z predkoscia 0,4 m/min. Po wynurzeniu chlodzono nad lustrem kapieli w nagrzewnicy w temperaturze 400°C. Po wyjeciu z nagrzewnicy chlodzono w wolnym powietrzu.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania powlok ze stopów miedzi metoda ogniowo zanurzeniowa na wyrobach ze stopów zelaza, znamienny tym, ze pokrywane elementy zanurza sie do kapieli stopionych stopów Cu z Si, albo z Sn, albo z Al, zP, albo z Zn, albo z Ga, albo z Be o temperaturze o zakresie 700-1100°C, w której przetrzymuje sie elementy do 60 minut, a nastepnie wynurza z kapieli i chlodzi z dowolna predkoscia.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie zanurzenie elementów jednostopniowe.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie zanurzenie elementów dwustopniowe polegajace na ich zanurzeniu i wytrzymywaniu pod powierzchnia i nastepnym zanurzeniu do dalszej warstwy kapieli. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl