RU1786185C - Method of protecting steel products against corrosion - Google Patents

Method of protecting steel products against corrosion

Info

Publication number
RU1786185C
RU1786185C SU904876306A SU4876306A RU1786185C RU 1786185 C RU1786185 C RU 1786185C SU 904876306 A SU904876306 A SU 904876306A SU 4876306 A SU4876306 A SU 4876306A RU 1786185 C RU1786185 C RU 1786185C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
decorative
color
steel products
corrosion
Prior art date
Application number
SU904876306A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фанзил Фаритович Ризванов
Салават Фанзилович Ризванов
Original Assignee
Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе filed Critical Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU904876306A priority Critical patent/RU1786185C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1786185C publication Critical patent/RU1786185C/en

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : стальное изделие после подготовки поверхности подвергают плазменному азотированию во внешнем электрическом поле, после чего вакуумным осаждением нанос т слой поликристаллического кремни  толщиной, необходимой дл  получени  интерференцией заданного декоративного цвета, а затем провод т оксидирование в кислородсодержащей среде.Summary of the invention: after surface preparation, the steel product is subjected to plasma nitriding in an external electric field, after which a layer of polycrystalline silicon is applied by vacuum deposition to obtain the desired decorative color by interference, and then oxidation is carried out in an oxygen-containing medium.

Description

Способ защиты стальных изделий от коррозии относитс  к химико-термическим методам обработки стали, предназначаетс  дл  увеличени  коррозионной стойкости их поверхности и придани  ей декоративного цвета в услови х эксплуатации на открытом воздухе (категори  I по ГОСТ 15150-69) и может быть применен в машиностроении, строительстве зданий и сооружений, а также в художественно-декоративных ремеслах ,The method of protecting steel products from corrosion refers to chemical-thermal methods of processing steel, is intended to increase the corrosion resistance of their surface and give it a decorative color in outdoor conditions (category I according to GOST 15150-69) and can be used in engineering construction of buildings and structures, as well as in artistic and decorative crafts,

Известны различные способы антикоррозионной защиты стали и получени  декоративного цвета дл  условий эксплуатации на открытом воздухе, содержащие операции подготовки поверхностей, нанесени  защитного сло  и закреплени , К ним можно отнести гальванический способ нанесени  покрытий из хрома, меди, никел , и других коррозионно-стойких металлов, прин тый за прототип. По этому способу подготовка поверхностей заключаетс  в механической Зачистке обрабатываемой поверхности, затем в очистке ее от органических соединений и окислов (обезжиривание, травление, промывка и др.). Нанесение защитных слоевVarious methods are known for anticorrosive protection of steel and for the preparation of a decorative color for outdoor conditions, comprising the steps of preparing surfaces, applying a protective layer and fixing. These include the galvanic method of coating chromium, copper, nickel, and other corrosion-resistant metals. accepted as prototype. According to this method, surface preparation consists in mechanically cleaning the surface to be treated, then in cleaning it from organic compounds and oxides (degreasing, etching, washing, etc.). Application of protective layers

производитс  электролитическим осаждением коррозионно-стойких металлов, а операци  закреплени  заключаетс  в очистке поверхности от остатков процесса (промывка , сушка и т.д.),is carried out by electrolytic deposition of corrosion-resistant metals, and the fixing operation consists in cleaning the surface from process residues (washing, drying, etc.).

Однако эти процессы дают малый спектр цветов (и  вл ютс  дорогосто щими из-за применени  редких и дорогосто щих металлов,However, these processes give a small spectrum of colors (and are expensive due to the use of rare and expensive metals,

Известны также способы многослойной защиты поверхностей, по которым дл  получени  декоративного цвета нанос тс  специальные слои, например лакокрасочный слой на предварительно нанесенные антикоррозионные слоиThere are also known methods of multilayer surface protection, on which special layers are applied, for example, a paint layer, to previously applied anti-corrosion layers to obtain a decorative color.

Но эти процессы дорогосто щие и вредные дл  человека и окружающей среды. Кроме того, наиболее распространенным элементом в природе  вл етс  кремний, который значительно дешевле таких материалов как хром, никель и т.п. Кремний используетс  в нескольких методах обработки металлических поверхностей, например силицировани . плазменном и химическом осаждении из паровой фазы. При силицировании защищаемой поверхноел СBut these processes are expensive and harmful to humans and the environment. In addition, the most common element in nature is silicon, which is much cheaper than materials such as chromium, nickel, and the like. Silicon is used in several methods for treating metal surfaces, for example siliconizing. plasma and chemical vapor deposition. When siliconizing protected surface C

vj 00 ONvj 00 ON

00 СЛ00 SL

сти происходит диффузи  кремни , но при этом покрытие получаетс  неравномерным и не имеет декоративного цвета. При известных процессах плазменного напылени  и химического осаждени  кремни  из парога- зовой фазы наноситс  слой от 0,2 до 5 и более мкм. При этом слой кремни  на металле получаетс  пористым из-за различного коэффициента теплового расширени  металла и сло  кремни , поэтому такой слой  вл етс  непрочным и не имеет декоративного цвета. Таким образом, все известные способы покрытий не имеют широкого спектра декоративных цветов и дл  их получени  требуют нанесени  дополнительного сло , что удорожает процесс,Silicon diffusion occurs, but the coating is uneven and does not have a decorative color. In known processes of plasma spraying and chemical deposition of silicon from the vapor-gas phase, a layer of 0.2 to 5 microns or more is deposited. In this case, the silicon layer on the metal becomes porous due to the different coefficient of thermal expansion of the metal and the silicon layer; therefore, such a layer is weak and does not have a decorative color. Thus, all known coating methods do not have a wide range of decorative colors and require an additional layer to produce them, which makes the process more expensive.

Цель изобретени  - получение широкого спектра декоративных цветов защитного сло  и удешевление процесса.The purpose of the invention is to obtain a wide range of decorative colors for the protective layer and to reduce the cost of the process.

Указанна  цель достигаетс  способом защиты стальных изделий от коррозии, включающим подготовку поверхности, нанесений защитного сло  и последующую его обработку, отличающимс  от известных способов тем, что после подготовки поверхности провод т плазменное азотирование во внешнем электрическом поле, в качестве защитного сло  нанос т вакуумным осаждением слой поликристаллического кремни  толщиной, необходимой дл  получени  интерференцией заданного декоративного цвета, а в качестве последующей обработки провод т оксидирование в кислородсодержащей среде. Благодар  тому; что очищенна  от органических соединений и окислов, стальна  поверхность насыщаетс  атомами азота, она освобождаетс  ст атомов кислорода и пассивируетс  нитридным слоем исходного металла. В результате этого формируетс  поликристаллическа  структура наносимой пленки. При этом наносимый слой кремни  получаетс  с одной стороны плотным и имеет высокую прочность, котора  позвол ет в.ыдержагь без разрушени  возникающие напр жени  в поверхностном слое из-за разности величин температурного расширени  сло  кремни  и металла, а с другой стороны получить тонкий равномерный слой поликристаллйче- ского кремни  толщиной 0,05-0,15 мкм, позвол ющий интерференцией получать Заданный декоративный цвет а, зависимости от толщины сло . Благодар  высокому коэффициенту преломлени  (,7),близкому по величине к коэффициенту преломлени  алмаза , удаетс  получить цветовую гамму со держащую около ста насыщенных декоративных цветов и оттенков полного цветового спектра. Необходимо отметить, что интенсивность декоративного окрашивани  стальных поверхностей зависит от степени шероховатости поверхности. Пассиро- вание пленки оксидом кремни  повышает химическую стойкость поликремниевой пленки .This goal is achieved by a method of protecting steel products from corrosion, including surface preparation, applying a protective layer and its subsequent processing, different from known methods in that after surface preparation, plasma nitriding is carried out in an external electric field, a layer is applied as a protective layer by vacuum deposition polycrystalline silicon with a thickness necessary to obtain the desired decorative color by interference, and oxidation into ki is carried out as a subsequent processing sulphurous environment. Thanks to that; When purified from organic compounds and oxides, the steel surface is saturated with nitrogen atoms, it is freed of a hundred oxygen atoms and passivated by the nitride layer of the starting metal. As a result of this, a polycrystalline structure of the deposited film is formed. In this case, the applied silicon layer is dense on the one hand and has high strength, which allows the stresses in the surface layer to withstand without breaking due to the difference in the thermal expansion of the silicon and metal layers, and, on the other hand, to obtain a thin uniform polycrystalline layer - silica with a thickness of 0.05-0.15 microns, which allows interference to obtain the specified decorative color a, depending on the thickness of the layer. Due to the high refractive index (, 7), which is close in magnitude to the refractive index of diamond, it is possible to obtain a color gamut containing about one hundred saturated decorative colors and shades of the full color spectrum. It should be noted that the intensity of decorative painting of steel surfaces depends on the degree of surface roughness. Passing the film with silicon oxide increases the chemical resistance of the polysilicon film.

Насыщение металлических поверхностей азотом известно как азотирование, которое используетс  дл  пассировани  поверхности и повышени  износостойко0 сти. Однако, в данном случае насыщение азотом защищаемой поверхности имеет и другое значение, а именно нагрев стальной поверхности до необходимой температуры за счет тепла, получаемого при превраще5 нии кинетической энергии ионов азота, разогнанных во внешнем электрическом поле, в тепловую. Процесс проводитс  в вакуумной печи. Очищенною механическим способом заготовки из стали обезжиривают вThe saturation of metal surfaces with nitrogen is known as nitriding, which is used to passivate the surface and increase wear resistance. However, in this case, the saturation with nitrogen of the surface to be protected has another meaning, namely, heating the steel surface to the required temperature due to the heat obtained by converting the kinetic energy of nitrogen ions dispersed in an external electric field into heat. The process is carried out in a vacuum oven. By mechanical cleaning, steel billets are degreased into

0 трихлорэтилене или этиловом спирте. Помеле введени  заготовок в печи устанавливаетс  атмосфера дисоциированного азота давлением 50-1000 Па и путем ускорени  ионов азота во внешнем электрическом поле про5 исходит нагрев заготовок до 550-600° С и одновременно плазменное азотирование поверхности. При этом происходит дополнительна  очистка поверхности от органических и иных загр знений, вытеснение.0 trichlorethylene or ethyl alcohol. Beyond the introduction of preforms in the furnace, an atmosphere of dissociated nitrogen is established with a pressure of 50-1000 Pa and, by accelerating nitrogen ions in an external electric field, the preforms are heated to 550-600 ° C and simultaneously plasma nitriding of the surface. In this case, additional cleaning of the surface from organic and other contaminants, displacement occurs.

0 азотом (удаление) кислорода с поверхности и одновременно образуетс  нитридный слой. Далее в вакуумную печь вводитс  мо- носилан (SIH4) с парциальным давлением 30-130 Па при отключенном внешнем элек5 трическом поле. При этом на поверхности заготовок осаждаетс  поликристаллический кремний толщиной 0,05-0,15 мкм в зависимости от требуемого декоративного цвета, который регулируетс  временем осаждени  иWith nitrogen (removal) of oxygen from the surface and at the same time a nitride layer forms. Then, monosilane (SIH4) with a partial pressure of 30-130 Pa is introduced into the vacuum furnace with the external electric field switched off. In this case, polycrystalline silicon with a thickness of 0.05-0.15 μm is deposited on the surface of the preforms, depending on the desired decorative color, which is controlled by the deposition time and

0 парциальным давлением реакционного газа (моносилана).0 partial pressure of the reaction gas (monosilane).

По окончании осаждени  и вакуумиро- вани  печи проводитс  пассивирование поверхности поликристаллического кремни Upon completion of the deposition and evacuation of the furnace, the surface of the polycrystalline silicon is passivated.

5 путем ввода в печь кислорода до атмосферного давлени  и поддержани  кислородсодержащей среды до охлаждени  заготовок. После охлаждени  заготовок производитс  их удаление из вакуумной печи.5 by introducing oxygen into the furnace to atmospheric pressure and maintaining an oxygen-containing medium until the workpieces are cooled. After cooling the blanks, they are removed from the vacuum oven.

Claims (1)

0 Благодар  описанному способу удаетс  получить тонкий и прочный слой на поверхности металлов, который в зависимости от толщины придает изделию не только защитные свойства, но и декоративный цвет. Та5 ким образом необходимость нанесени  дополнительного декоративного сло  отпадает , чем и достигаетс  цель изобретени . Формула изобретени  Способ защиты стальных изделий от коррозии, включающий подготовку поверх51786185 60 Thanks to the described method, it is possible to obtain a thin and strong layer on the surface of metals, which, depending on the thickness, gives the product not only protective properties, but also a decorative color. Thus, there is no need to apply an additional decorative layer, thereby achieving the object of the invention. SUMMARY OF THE INVENTION A method for protecting steel products from corrosion, comprising preparing over 51786185 6 ности, нанесение защитного сло  и после-щитного сло  нанос т вакуумный осажденидующую его обработку, отличающий-ем слой поликристаллического кремни  толс   тем, что, с целью получени  широкого щиной. необходимой дл  получени In particular, the deposition of a protective layer and a post-shield layer is applied by a vacuum deposition process, which distinguishes the polycrystalline silicon layer in that, in order to obtain a wide sheath. necessary to obtain спектра декоративных цветов и удешевле-интерференцией заданного декоративногоspectrum of decorative colors and cheaper-interference of a given decorative ни  процесса, после подготовки поверхно-5 цвета, а в качестве последующей обработкиno process, after preparing the surface-5 color, but as a subsequent processing сти провод т плазменное азотирование вопровод т оксидирование в кислородсодервнешнем электрическом поле, в качестве за-жащей среде.They conduct plasma nitriding, conduct oxidation in an oxygen-containing electric field, as a protecting medium.
SU904876306A 1990-10-22 1990-10-22 Method of protecting steel products against corrosion RU1786185C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904876306A RU1786185C (en) 1990-10-22 1990-10-22 Method of protecting steel products against corrosion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904876306A RU1786185C (en) 1990-10-22 1990-10-22 Method of protecting steel products against corrosion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1786185C true RU1786185C (en) 1993-01-07

Family

ID=21541734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904876306A RU1786185C (en) 1990-10-22 1990-10-22 Method of protecting steel products against corrosion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1786185C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гальванотехника: Справочник/ Под ред. А.М.Гинберга. М., 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4975147A (en) Method of pretreating metallic works
US4434189A (en) Method and apparatus for coating substrates using a laser
US7070833B2 (en) Method for chemical vapor deposition of silicon on to substrates for use in corrosive and vacuum environments
US20090208667A1 (en) Method for manufacturing ceramic covering member for semiconductor processing apparatus
KR20070044508A (en) Mixture layer coated member in plasma processing container and production method therefor
US20040126614A1 (en) Fluoride-containing coating and coated member
DE42872T1 (en) THERMAL PROTECTIVE COATINGS MADE FROM COLUMN-LIKE KERNEL CERAMIC MATERIAL.
TWI775757B (en) Sprayed member, and method for producing yttrium oxyfluoride-containing sprayed coating
KR20080028498A (en) Structural member coated with spray coating film excellent in thermal emission properties and the like, and method for production thereof
GB2322235A (en) Metals removal process
EP1299574B1 (en) Surface modified stainless steel in the form of a fe-cr-al-alloy
CA2205052A1 (en) Method of producing reactive element modified-aluminide diffusion coatings
RU1786185C (en) Method of protecting steel products against corrosion
US2857297A (en) Process of coating molybdenum
WO2001083847A3 (en) Method of making dielectric films
Choi et al. The corrosion behavior of TiAlN coatings prepared by PVD in a hydrofluoric gas atmosphere
US3450574A (en) Method of coating refractory wares with magnesia
GB2094838A (en) Protective coating of cold- worked alloy surfaces containing chromium
US6235120B1 (en) Coating for parts used in semiconductor processing chambers
JP7297048B2 (en) How to color stainless steel using the strip annealing process
US3505094A (en) Titanium-iron eutectic metalizing
Kyzioł et al. Surfaces modification of Al-Cu alloys by plasma-assisted CVD
Hashimoto et al. Surface modification of stainless steels by in-line dry coating technology
CN108842144A (en) The method of automobile exhaust cylinder surface blackening processing
RU2176285C2 (en) Method of application of protective coats on surfaces of blanks made from titanium and its alloys