PL104009B1 - Sposob wytwarzania warstw wierzchnich na wyrobach z aluminium,lub z cynku oraz ze stopow tych metali - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia warstw wierzchnich na wyrobach z alumi¬ nium, lub cynku oraz ze stopów tych metali.

Warstwy powierzchniowe na wyrobach z alu¬ minium lub cynku oraz ze stopów tych metali wytwarza sie na drodze elektrolitycznej oraz kon- wersyjnej. Sposoby te sa dlugotrwale, wymagaja . scislej i stosunkowo skomplikowanej kontroli pa¬ rametrów prowadzonego procesu, a takze stosowa¬ nia skomplikowanych urzadzen.

Jednym ze znanych sposobów jest wytwarzanie na odlewach z aluminium i jego stopów powlok chromowych na drodze elektrolitycznej. Proces ten polega na kolejnych zabiegach elektrolitycz¬ nego odtluszczania wyrobów w lugach, neutrali¬ zacji, plukania i nastepnego trawienia anodowego.

Tak przygotowane wyroby poddaje sie wlasciwe¬ mu procesowi elektrolitycznego nanoszenia powlok chromowych, który prowadzi sie w kapieli o skla¬ dzie: CrOa — 350 g/l, H2S04 — 3,5 g/1 w tempera¬ turze 65°C przy gestosci pradu 5—20 A/dcm2 przez okres czasu 1,5—2 godz. Grubosc uzyskanych pow¬ lok chromowych waha sie w granicach 30—40 p,m.

Znane sposoby wytwarzania warstw wierzchnich na wyrobach z aluminium i jego stopów zawieraja wiele niedogodnosci. Powloki chromu, niklu, mie¬ dzi oraz szeregu innych pierwiastków nanoszone elektrolitycznie na elementy z aluminium, cynku lub ze stopów tych metali wykazuja szereg wad obnizajacych ich wlasnosci uzytkowe, a sam pro- ces ich formowania wykazuje szereg trudnosci technologicznych. Najistotniejsza wada powlok tego typu jest ich adhezyjny charakter, który sprzyja tworzeniu sie, pekaniu oraz odpryskiwaniu naniesionego metalu, a tym samym szybkiej utracie wlasnosci uzytkowych tych powlok. Po¬ wloki elektrolityczne w przypadku warstw cienkich wykazuja mala szczelnosc natomiast uzyskiwanie warstw o duzej grubosci, jak na przyklad twarde chromowanie, znacznie komplikuje proces i zwiek¬ sza czas jego trwania.

Sposób wytwarzania warstw wierzchnich na wyrobach z aluminium lub cynku oraz ze stopów tych metali wedlug wynalazku polega na tym, ze ciekle aluminium lub ciekly cynk, wzglednie ciekle stopy tych metali wlewa sie do formy, któ¬ rej warstwa powierzchniowa jest pokryta mieszani¬ na proszków Fe, Gr, Mn, Ni, Cu, Zn, Sn, Pb, Ti, Si, P i S oraz topnika i ewentualnie spoiwa. Forme pokryta mieszanina sproszkowanych metali ferro¬ magnetycznych i topnika umieszcza sie przed oraz w trakcie zalewania w polu magnetycznym. Tem¬ perature zalewanego do formy cieklego aluminium lub jego stopów utrzymuje sie w zakresie od 500—1300°C, a cynku lub jego stopów w zakresie 0d 300—900°C.

Formy oraz zalewany do niej metal, wzglednie tylko sama forme nagrzewa sie przed zalaniem metalu lub przed i w trakcie zalewania metalem, albo tez przed i ™ trakcie oraz po calkowitym 104 009104 009 zalaniu metalu do formy. Zalewanie formy, na¬ grzewanie formy, wzglednie proces nagrzewania formy i znajdujacego sie w niej rrietalu prowadzi sie w prózni, w atmosferach kontrolowanych lub w zwyklej atmosferze utleniajacej. 5 Uzyskane warstwy sposobem wedlug wynalaz¬ ku sa dyfuzyjne co gwarantuje ich spójnosc z pod¬ lozem, a tym samym stosowanie na elementy pra¬ cujace w warunkach wzajemnego tarcia. Wytwo¬ rzone odlewy mozna dodatkowo obrabiac, na 10 przyklad celem podwyzszenia gladkosci ich po¬ wierzchni, bez obawy usuniecia wytworzonej pow¬ loki. Otrzymane warstwy podwyzszaja odpornosc na dzialanie korozji oraz zaroodpornosc podkry- wanych odlewów. Sam sposób wytwarzania 15 warstw jest prosty i krótkotrwaly, a 00 najwaz¬ niejsze nie wymaga stosowania skomplikowanych i drogich urzadzen oraz oprzyrzadowania.

- Otrzymane odlewy aluminium, cynku lub ich stopów sposobem wedlug wynalazku mozna stoso- 2° wac na lozyska slizgowe, tloki, wirniki pomp oraz szereg podobnych elementów maszyn i urzadzen od których przy okreslonej odpornosci na sciera-, nie, na dzialanie korozji zarówno w niskiej jak i w podwyzszonych temperaturach, wymaga sie M niskiego ciezaru oraz wlasnosci paramagnetycz¬ nych.

Przyklaid I. Wneke pokrywa sie pasta za¬ wierajaca mieszanine sproszkowanych metali o skladzie 50% Fe, 30% Ni i 20% Cr, które nanosi 30 sie w ilosci 0,2 do 0,8 g na 1 cm2 pokrywanej powie¬ rzchni. Pasta ta zawiera równiez topnik NA2B407 w ilosci 6—9% jej masy calkowitej oraz spoiwo stanowiace 15—30% roztwór szkla wodnego w ilosci 10—30 ml na 100 g pozostalych skladników pasty. Po naniesieniu pokrycia aktywnego forme poddaje sie suszeniu w temperaturze 200—400°C przez okres 8 godzin, a nastepnie zalaniu cieklym aluminium o temperaturze 950°C.

Przyklad II. Wneke formy metalowej po¬ krywa .sie pokryciem aktywno-egzotermieznym o konsystencji pasty zawierajacej sproszkowana mieszanine o skladzie 65% Fe, 20% Al i 15% P, która nanosi sie w ilosci 0,2 do 0,6 g na cm2 po¬ wierzchni formy, topnika w postaci Na2B407+B203 w ilosci 6—9% ciezaru sproszkowanej mieszaniny oraz spoiwo bedace szklem wodnym w ilosci —30 ml na 100 g pozostalych skladników. Tak przygotowana forme metalowa, po wysuszeniu 50 przez okres 3 godzin w temperaturze 250°C zale¬ wa sie cieklym stopem zawierajacym 89 % Al i 11% Si o temperaturze 850°C.

Przyklad III. Forme metalowa pokrywa sie aktywna pasta zawierajaca mieszanine sproszko- M wanych metali o skladzie 77% Al, 21% Si, 1% Cu i 1% Ni, która nanosi sie w ilosci 0,5 do 0,7 g na cm2 pokrywanej powierzchni, topnik NazB407 w ilosci 6—9% ciezaru sproszkowanego metalu, a takze spoiwo bedace 15—30% sakiem wodnym, 60 stosowanym w ilosci 10—30 ml na 100 g pozosta¬ lych skladników. Tak przygotowana forme pod¬ grzewa sie do temperatury 250°C, a nastepnie za¬ lewa sie stopem cynku o temperaturze 600°C nie 40 przerywajac ogrzewania formy. Proces nagrzewa¬ nia formy, kontynuowany jest nadal po zalaniu cieklego metalu przez okres 30 minut.

Przyklad IV. Wneke formy metalowej umie¬ szczonej w polu magnetycznym pokrywa sie mie¬ szanina sproszkowanych metali o skladzie 85% Fe i 15% Si zawierajaca sproszkowany topnik Na2B407+B203 w ilosci 6—9% skladnika * metalicz¬ nego. Zawartosc obu metali w sproszkowanej mie¬ szaninie naniesionej na 1 cm2 powierzchni lormy wynosi 0,3—0,6 g. Bo tak przygotowanej formy zalewa sie stop cynku o temperaturze 650°C.

Claims (13)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania warstw wierzchnich na wyrobach z aluminium lub cynku oraz ze stopów tych metali, znamienny tym, ze ciekle aluminium, lub ciekly cynk, wzglednie ciekle stopy tych me¬ tali wlewa sie c}o formy, której warstwa powierz¬ chniowa pokryta jest mieszanina proszków Fe, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Sn, Pb, Ti, Si, P i S oraz topnika i ewentualnie spoiwa.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme pokryta mieszanina sproszkowanych metali ferromagnetycznych i topnika umieszcza sie przed oraz w trakcie zalewania w polu magnetycznym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature zalewanego do formy cieklego alu¬ minium lub jego stopów utrzymuje sie w zakresie od 500 do 1300°C.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature zalewanego do formy cynku lub jego stopów utrzymuje sie w zakresie od 300 do 900°C.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme nagrzewa sie przed zalaniem metalem.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme oraz zalewany do niej metal nagrzewa sie przed zalaniem metalem.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme nagrzewa sie przed i w trakcie zalewania metalem.

8. Sposób wedlug zastrz I, znamienny tym, ze forme oraz zalewany do niej metal nagrzewa sie przed i w trakcie zalewania metalem.

9. Sposób wedlug zastrz. 1> znamienny tym, ze forme nagrzewa sie przed, w trakcie oraz po cal¬ kowitym zalaniu metalu do formy.

10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme oraz zalewany do niej metal nagrzewa sie przed, w trakcie oraz po calkowitym zalaniu me¬ talu do formy.

11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zalewanie formy prowadzi sie w prózni, w atmos¬ ferach kontrolowanych lub w zwyklej atmosferze utleniajacej.

12. Sposób wedlug zastrz. 5, albo 7, albo 9, zna¬ mienny tym, ze nagrzewanie formy prowadzi sie w prózni, w atmosferach utleniajacych lub w zwyklej atmosferze utleniajacej.

13. Sposób wedlug zastrz. 6, albo 8, albo 10, znamienny tym, ze nagrzewanie formy i znajdu¬ jacego sie w niej metalu prowadzi sie w prózni, w atmosferach kontrolowanych, lub w zwyklej atmosferze utleniajacej. PZGraf. Koszalin D-795 105 egz. A-4 Cena 45 zl