PL213955B1 - Sposób wytwarzania powierzchniowej warstwy aluminiowanej na wyrobach z magnezu i jego stopów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powierzchniowej warstwy aluminiowanej na wyrobach z magnezu i jego stopów.

Magnez i stopy magnezu, z uwagi na szereg korzystnych własności, a zwłaszcza małą gęstość i korzystny stosunek wytrzymałości do masy, stanowią atrakcyjny materiał konstrukcyjny. Jednak stosunkowo niskie własności użytkowe powierzchni magnezu i jego stopów: twardość, odporność na ścieranie i odporność korozyjna stanowią poważną przeszkodę aplikacyjną. Dlatego w celu polepszenia własności warstwy wierzchniej magnezu lub jego stopów stosuje się wiele metod obróbki powierzchniowej m.in. elektrochemiczne nanoszenie powłok metalicznych, wytwarzanie powłok konwersyjnych, stopowanie, napawanie laserowe powierzchni, metody PVD, metody CVD.

Ponadto znane są sposoby wytwarzania na stopach magnezu warstw dyfuzyjnych zawierających aluminium metodą zanurzeniową poprzez zanurzenie elementu w kąpieli ze stopionego aluminium oraz aluminiowanie w ośrodku stałym poprzez umieszczenie elementów w skrzynkach wypełnionych czystym proszkiem aluminium i wygrzewaniu w piecu w celu spowodowania dyfuzji aluminium. Celem takiej obróbki jest wytworzenie na powierzchni stopu magnezu warstwy aluminiowanej która charakteryzuje się odpornością korozyjną i zwiększoną twardością w porównaniu do twardości podłoża.

Sposób wytwarzania powierzchniowej warstwy aluminiowanej na wyrobach z magnezu i jego stopów według wynalazku polega na tym, że miesza się proszek aluminium z gliceryną, korzystnie do 30% gliceryny i uzyskaną gęstą pastę nakłada się na oczyszczoną powierzchnię wyrobu z magnezu lub stopu magnezu następnie wyroby pokryte pastą umieszcza się w pojemniku, zasypuje proszkiem aluminium, zamyka pojemnik i wygrzewa w piecu próżniowym w temperaturze 445-455°C przez okres 0,5-1h. Następnie próbki studzi się wraz z piecem do temperatury 200°C, dalsze studzenie prowadzi się na powietrzu. Proces aluminiowania przebiega z udziałem fazy ciekłej.

Sposób wytwarzania powierzchniowej warstwy aluminiowanej na wyrobach z magnezu i jego stopów, według wynalazku, pozwala na otrzymanie warstwy aluminiowanej o grubości do 150 μm, dyfuzyjnie połączonej z podłożem. Uzyskana warstwa o strukturze eutektycznej składa się z fazy Mg17Al12 oraz roztworu stałego aluminium w magnezie. Warstwa aluminiowana połączona jest z podłożem warstwą roztworu stałego aluminium w magnezie o malejącej w kierunku magnezu koncentracji aluminium. Mikrotwardość uzyskanej warstwy wynosiła ok. 200 HV. Opracowany sposób wytwarzania warstwy aluminiowanej jest łatwą i tanią metodą wykonania powłoki ochronnej na wyrobach z magnezu i jego stopów.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na następującym przykładzie:

Proszek aluminium o budowie płatkowej i ziarnistości od 20 do 60 μm zmieszano z gliceryną w proporcji 80% proszku aluminium i 20% gliceryny i uzyskaną gęstą pastę nałożono na oczyszczoną powierzchnię magnezu (próbka o wymiarach 20x20x50 mm) następnie próbki pokryte pastą umieszczono w pojemniku, zasypano proszkiem aluminium, zamknięto w pojemniku i wygrzano w piecu próżniowym w temperaturze 450°C przez okres 40 min. Następnie próbki studzono z piecem do temp. 200°C dalsze studzenie prowadzono na powietrzu. W wyniku tego procesu uzyskano równomierne pokrycie powierzchni magnezu warstwą zawierającą aluminium. Grubość uzyskanej warstwy wynosiła ο^ 100 μm.

Figura 1 przedstawia naroże aluminiowanej próbki magnezu a fig. 2 - strukturę uzyskanej warstwy aluminiowej na magnezie.

Warstwa o strukturze eutektycznej składa się z roztworu stałego aluminium w magnezie - ciemna faza eutektyki - analiza ilościowa w punkcie 1 oraz fazy Mg17Al12 - jasna faza eutektyki - analiza ilościowa w punkcie 2. Warstwa aluminiowana połączona jest z magnezem warstwą roztworu stałego o grubości ok. 15 μm - analiza ilościowa w punkcie 3 o malejącej w kierunku magnezu koncentracji aluminium.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania powierzchniowej warstwy aluminiowanej na wyrobach z magnezu i jego stopów, znamienny tym, że proszek aluminium miesza się z gliceryną, korzystnie do 30% i uzyskaną gęstą pastę nakłada się na powierzchnię magnezu lub jego stopu po czym wyroby pokryte pastą

   PL 213 955 B1 umieszcza się w pojemniku, zasypuje proszkiem aluminium i wygrzewa w piecu próżniowym w temperaturze 445-455°C przez okres 0,5-1h, a następnie wyroby studzi się wraz z piecem do temperatury 200°C a dalsze studzenie prowadzi się na powietrzu.