PL55796B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20. IX. 1968 55796 KI. 48 b, 1/08 MKP C 23 c A/02 :i i T5LNIAI UKD l|i?iK Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jerzy Kwiecien, Emil Kolasinski Wlasciciel patentu: Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa (Polska) Sposób aluminiowania zanurzeniowego Przedmiotem wynalazku jest sposób aluminio¬ wania zanurzeniowego wyrobów i pólwyrobów stalowych przeznaczonych do dalszej przeróbki plastycznej po nalozeniu powloki aluminiowej.Powloki aluminiowe uzyskane metoda zanurze¬ niowa skladaja sie z zasadniczo dwóch warstw: z warstwy zewnetrznej o skladzie odpowiadaja¬ cym skladowi chemicznemu kapieli aluminiowej oraz warstwy wewnetrznej, powstalej na skutek dyfuzji aluminium z kapieli do podloza skladaja¬ cej sie ze zwiazków i faz miedzymetalicznych ty¬ pu AL-Fe. Podczas gdy warstwa zewnetrzna za¬ leznie od skladu odznacza sie wieksza lub mniej¬ sza, plastycznoscia, to warstwa wewnetrzna jest twarda i krucha. Od grubosci warstwy wewnetrz¬ nej zaleza prawie wszystkie wlasnosci technolo¬ giczne powloki, a przede wszystkim tlocznosc i przyczepnosc zewnetrznej warstwy powloki do podloza.W procesach ciaglego aluminiowania zanurze¬ niowego drutu, tasmy i blach lub w procesie alu¬ miniowania jednostkowego wyrobów przeznaczo¬ nych do dalszej przeróbki metoda odksztalcenia plastycznego dazy sie do maksymalnego ograni¬ czenia grubosci warstwy dyfuzyjnej.Glównymi parametrami rzutujacymi na grubosc warstwy dyfuzyjnej sa: temperatura procesu alu¬ miniowania zanurzeniowego oraz sklad kapieli cieklego aluminium, przy czym decydujacy wplyw ma zawartosc krzemu lub berylu. Zaleznosc po¬ miedzy gruboscia warstwy dyfuzyjnej a zawarto¬ scia krzemu vi kapieli jest przedstawiona na ry¬ sunku Fig. 1, \przy czym krzywa 1 przedstawia zaleznosc dla stali niskoweglowej o zawartosci 5 0,12°/o C aluminiowanej w kapieli aluminium o czystosci 99,85°/o Al, do której wprowadzono od¬ powiednie ilosci krzemu. Temperatura kapieli wy¬ nosila 800 °C, czas przytrzymywania w kapieli byl rzedu 90 sekund. Krzywa 2 jest wynikiem ba- io dan przeprowadzonych dla tej samej stali, przy tych samych skladach kapieli przy czym' tempe¬ ratura kapieli byla rzedu 700°C. Na rysunku Fig. 2 przedstawiono te sama zaleznosc dla tego samego gatunku stali ^przy wprowadzeniu do kapieli do- 15 datku berylu. Temperatura kapieli byla rzedu 730°C, czas zanurzania rzedu 20 sekund.Aluminiowanie zanurzeniowe w kapieli z tech¬ nicznie czystego aluminium nie pozwala na osia¬ gniecie wysokich wlasnosci plastycznych powloki 20 bez wzgledu na stosowana technologie pomimo ob¬ nizenia temperatury i skrócenia do mozliwego minimum czasu zanurzenia gdyz proces dyfuzji aluminium do podloza stalowego jest bardzo gwal¬ towny. 25 Nawet stosowanie kapieli stopowych zawieraja¬ cych krzem i /lub beryl posiada tez szereg wad, gdyz powloki wytworzone w tych kapielach wy¬ kazuja ze wzrostem zawartosci wymienionych skladników stopowych pogorszenie wlasnosci ko¬ so rozyjnych bez wzgledu na stosowana technologie 557963 55796 4 i pomimo obnizenia temperatury kapieli oraz skrócenia do minimum czasu wytrzymywania w kapieli. Powloki te, po stosunkowo krótkim czasie zmieniaja kolor ze srebrzysto-blyszczacego na matowy szaronniebieski. Ponadto powloki sto¬ powe sa ciensze od powlok wykonywanych z tech¬ nicznie czystego aluminium.Niedogodnosci tych nie ma sposób aluminiowa¬ nia zanurzeniowego wedlug wynalazku, który pozwala na uzyskanie odpowiednich wlasnosci plastycznych oraz przyczepnosci powloki przy nie zmienionej odpornosci korozyjnej.Sposób wedlug wynalazku polega na dwukrot¬ nym aluminiowaniu zanurzeniowym, przy czym aluminiowanie pierwsze prowadzi sie przez zanu¬ rzenie na okres okolo 5 sekund do utrzymywanej w temperaturze 620—730°C, najkorzystniej 650°C kapieli stopowej, zawierajacej krzem w ilosciach 8—15°/o wagowych, najkorzystniej lltyo wagowych, i /lub beryl w ilosciach 0,Q1—2°/o wagowych, naj¬ korzystniej O^tyo wagowych, przy czym sumarycz¬ na ich zawartosc nie przekracza lltyo wagowych, a po wyjeciu z tej kapieli zanurza sie na prze¬ ciag 3—5 sekund w utrzymywanej w temperaturze 700—750°C najkorzystniej 720°C kapieli z roztopio¬ nego technicznie czystego aluminium lub kapieli z roztopionego technicznie czystego alumnium z dodatkiem 0—l,5°/o wagowych krzemu lub 0—0,1Vo wagowych berylu.Uzyskana w ten sposób powloka sklada sie w za¬ sadzie z dwóch warstw a mianowicie warstwy dyfuzyjnej w postaci skladajacej sie ze zwiazków typu Al-Fe-Si lub Al-Fe-Be o grubosci maksi¬ mum 10 mikronów, wykazujacej dobre wlasnosci plastyczne oraz warstwy zewnetrznej w postaci prawie czystego aluminium o wysokiej szczelnosci, której grubosc moze wynosic do 50 mikronów, a w przypadku uzycia dodatków stopowych w po¬ staci 0—1,5% wagowych krzemu lub 0—0,P/o wa¬ gowych berylu powloka wyróznia sie szczególna gadkoscia i polyskiem.. Przyklad I. Drut stalowy po odtluszczeniu i wytrawieniu w dowolny znany sposób zanurza sie do roztworu topnika skladajacego sie z 20 g/l fluorocyrkonianu potasu, 50 g/l czteroboranu so¬ dowego, 3 g/l soli sodowej karboksymetylocelulozy, znajdujacego sie w temperaturze okolo 750°C. Po wyjeciu drut suszy sie i zanurza w kapieli z roz¬ topionego technicznie czystego aluminium z do¬ datkiem okolo 11% wagowych krzemu znajdujacej sie w temperaturze 650°C, na przeciag 5 sekund.Po wyjeciu z kapieli stopowej przenosi sie drut do kapieli z roztopionego czystego technicznie alu¬ minium, znajdujacej sie w temperaturze 720°C na przeciag 5 sekund. Przecietna grubosc warstwy 5 dyfuzyjnej rzedu: okolo 8 mikronów, a grubosc powloki jest rzedu 50 mikronów.Przyklad II. Drut stalowy po odtluszczeniu i wysuszeniu wedlug przykladu I, zanurza sie 10 w kapieli z roztopionego technicznie czystego alu¬ minium z dodatkiem okolo 0,9°/o wagowych be¬ rylu, znajdujacej sie w temperaturze 650°C, na przeciag 5 sekund. Po wyjeciu z kapieli stopowej drut przenosi sie do kapieli z roztopionego czyste- 15 go technicznie aluminium znajdujacej sie w tem¬ peraturze 720°C na przeciag 5 sekund. Przecietna grubosc warstwy dyfuzyjnej jest rzedu okolo 5 mikronów przy takiej samej grubosci powloki jak w przykladzie pierwszym 20 Z porównania struktury metalograficznej ele¬ mentów aluminiowych w kapieli zawierajacej tylko krzem i w kapieli zawierajacej tylko beryl wynika, ze dodatek berylu poza zmniejszeniem grubosci warstwy dyfuzyjnej wywoluje „rozmy- 25 cie" granicy oddzielajacej warstwe dyfuzyjna od podloza która jest bardzo wyrazna przy stosowa¬ niu dodatku krzemu, co najprawdopodobniej jest glównym parametrem wzrostu plastycznosci po¬ wlok wytwarzanych wedlug wynalazku. Wytwo- 30 rzone wedlug wynalazku powloki aluminiowe po¬ zwalaja na uzyskanie powlok o wysokiej plastycz¬ nosci przy zachowaniu pelnej odpornosci koro¬ zyjnej. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 85 Sposób aluminiowania zanurzeniowego, zna¬ mienny tym, ze przedmioty stalowe przeznaczone do aluminiowania po odtluszczeniu i wy rawieniu zanurza sie na okres okolo 5 sekund do utrzy¬ mywanej w temperaturze 620—730°C, najkorzy¬ lo stniej 650°C kapieli stopionej z czystego alumi- niim, zawierajacej 8—15°/o wagowych- krzemu, naj¬ korzystniej ir% wagowych, i/lub 0,01—2°/o wago¬ wych, najkorzystniej 0,50/0 wagowych berylu, przy czym sumaryczna ich zawartosc nie przekracza 45 ll*/o wagowych, a po wyjeciu z tej kapieli zanu¬ rza sie na przeciag 3—5 sekund w utrzymywanej w temperaturze 70Q—750°C, najkorzystniej 720°C kapieli technicznie czystego aluminium lub ka¬ pieli czystego aluminium z dodatkiem 0—5% wa¬ gowych krzemu lub 0—0,1% wagowych berylu.KI. 48 b, 1/08 55796 MKP C 23 c dfoSi Fig l M 35 IN ^0 m * 0 005 0,10 0,15 0,20 0?5 0,30 0,35 Jo Be Figi PL