RU2061085C1 - Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов - Google Patents
Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061085C1 RU2061085C1 RU93043505/02A RU93043505A RU2061085C1 RU 2061085 C1 RU2061085 C1 RU 2061085C1 RU 93043505/02 A RU93043505/02 A RU 93043505/02A RU 93043505 A RU93043505 A RU 93043505A RU 2061085 C1 RU2061085 C1 RU 2061085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- aluminum
- silicon
- copper
- protective
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов включает приготовление расплава на основе алюминия и нанесение его на изделие с последующей выдержкой и охлаждением. Изобретенный расплав содержит, мас. %: кремний 14-40, медь 11,6-30,0, цинк 8-21, алюминий остальное.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к получению защитных износо- и коррозионно-стойких покрытий на изделиях из чугуна, работающих в условиях интенсивного изнашивания и агpессивных сред.
Известны способы получения защитных покрытий на основе соединений алюминия и кремния [1] расплав которых наносят на изделие разбрызгиванием и после охлаждения подвергают пластической деформации для получения плотного износостойкого покрытия.
Недостатком данного способа является невозможность нанесения покрытия на сложные профили и внутренние поверхности изделий, большие энергетические затраты, связанные с повторным нагревом и горячим деформированием покрытия, а также опасность появления трещин и разрушения изделия из чугуна.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ получения защитных покрытий на поверхности черных металлов, включающий приготовление расплава на основе алюминия, содержащего кремний и малые добавки меди, цинка и других примесей, нанесение его на изделие, выдержку и охлаждение.
Ниже сопоставлены основные признаки предложенного способа и прототипа.
1. Состав расплава (мас.)
Прототип.
Прототип.
Сплав 1. Кремний 9-13, остальное алюминий. Допустимые примеси: цинк до 3; железо до 2,5; медь до 1,5; никель до 1; магний до 1; марганец до 0,8.
Сплав 2. Кремний 10-13, остальное алюминий. Допустимые примеси: цинк до 1; железо до 1,5; медь до 0,2.
Сплав 3. Кремний 4-6, медь 1,5; остальное алюминий. Допустимые примеси: цинк 7; железо до 2,5; никель до 0,5; магний до 0,5; марганец до 0,8.
Сплав 4. Первичный алюминий, примеси: железо до 1,5; цинк и кремний до 1; медь до 0,1.
Предложенное решение Кремний 14-40 Медь 11,6-30 Цинк 8-21 Алюминий остальное
2. Назначение (функции) расплава.
2. Назначение (функции) расплава.
Прототип.
После затвердевания (кристаллизации) расплава на поверхности заготовок из черного металла образуется защитное покрытие с переходным слоем из интерметаллидов алюминия и железа. Допустимые примеси в сплавах 1,2 и 3 и примеси в сплаве 4 в указанных концентрациях соответствуют их растворимости в алюминии или образованию эвтектик с участием промежуточных фаз и алюминия. Поэтому указанные примеси влияют в основном на кинетику кристаллизации расплава.
Предложенное решение.
В расплаве присутствуют диффузионно-активные элементы алюминий и кремний, и активаторы их диффузии в серый чугун медь и цинк. Определенные соотношения этих элементов обеспечивают ускоренный рост упрочненного слоя, предотвращающего растворение поверхности чугуна, и приводят к формированию износо- и коррозионно-стойкой зоны повышенной твердости.
3. Условия защиты.
3.1. Температура, оС
Прототип 670-720
Предложенное решение 800-900
3.2. Длительность контакта с расплавом.
Прототип 670-720
Предложенное решение 800-900
3.2. Длительность контакта с расплавом.
Прототип
0,5-3 мин
Предложенное решение.
0,5-3 мин
Предложенное решение.
В зависимости от требуемой толщины упрочненной (защитной) зоны, средняя скорость роста которой 0,9-1,6 мм/ч.
4. Характеристика защитного слоя.
4.1. Толщина
Прототип
В описании изобретения не указана. По аналогии с подобными методами и близким по составу расплавом не более 0,1-0,2 мм.
Прототип
В описании изобретения не указана. По аналогии с подобными методами и близким по составу расплавом не более 0,1-0,2 мм.
Предложенное решение.
От 0,1 до 10 мм и более, в зависимости от длительности контакта с расплавом и его массы.
4.2. Равнотолщинность по всей поверхности изделия.
Прототип
Не обеспечивается.
Не обеспечивается.
Предложенное решение.
Гарантируется.
5. Свойства защитного слоя.
Приводится лишь итоговая оценка и/или решающие причины проявления свойства покрытия в прототипе и предложенном способе.
5.1. Твердость
Прототип
Не более чем на 20-50% выше твердости основы сплава алюминия (сплав 4) и эвтектики алюминий-кремний (АЛ-2) (сплавы 1,2,3), т.е. не более НВ 70-80 кгс/мм2.
Прототип
Не более чем на 20-50% выше твердости основы сплава алюминия (сплав 4) и эвтектики алюминий-кремний (АЛ-2) (сплавы 1,2,3), т.е. не более НВ 70-80 кгс/мм2.
Предложенное решение.
Микротвердость: основы упрочненного слоя 950 кгс/мм2. включений 1050 кгс/мм2.
5.2. Износостойкость
Прототип
Не выше, чем у АЛ-2. Применимо лишь в статических условиях нагружения из-за значительной разности механических свойств поверхностного, переходного слоя и основы.
Прототип
Не выше, чем у АЛ-2. Применимо лишь в статических условиях нагружения из-за значительной разности механических свойств поверхностного, переходного слоя и основы.
Предложенное решение.
Высокая, в 12-15 раз превышающая износостойкость незащищенного чугуна.
5.3. Коррозионная стойкость.
Прототип.
Ниже, чем у АЛ-2 и алюминия, удовлетворительно стойких лишь в обычных атмосферных условиях. По данным автора, применение флюса приводит к резкому усилению коррозии (окислению) чугуна, вызванной выделением хлористого водорода в результате гидролиза хлоридов.
Предложенное решение.
Высокая, на уровне традиционной нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
5.4. Сохранение исходных размеров изделия.
Прототип.
Невозможно по существу технологического процесса формирования защитного слоя нестабильной толщины.
Предложенное решение.
Гарантируется механизмом формирования упрочненного (защитного) слоя, определяемого соотношением компонентов расплава.
Из сопоставления видны существенные отличия и преимущества предложенного способа, а именно упрочненный (защитный) слой формируется от поверхности вглубь по сечению детали из серого чугуна в результате реакционной диффузии алюминия и кремния из расплава заэвтектического по кремнию состава в присутствии активаторов меди и цинка, в то время как в прототипе защитное покрытие образуется на поверхности черного металла при кристаллизации собственно расплава первичного алюминия или алюминий-кремниевой эвтектики с примесями. Предложенный способ позволяет обеспечить возможность полной (сквозной) проработки сечения изделия (в том числе сложной геометрии), сохранив при этом форму и размеры, поднять коррозионную стойкость до уровня нержавеющей стали 12Х18Н10Т, увеличить в 12-15 раз износостойкость. Способность к пропитке упрочненного слоя медным сплавом позволяет, кроме того, обеспечить высокие антифрикционные свойства, не уступающие бронзе.
Claims (1)
- Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов, включающий приготовление расплава на основе алюминия, содержащего кремний, медь и цинк, нанесение его на изделие, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что готовят расплав, содержащий компоненты при следующем соотношении, мас.Кремний 14 40
Медь 11,6 30,0
Цинк 8 21
Алюминий Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93043505/02A RU2061085C1 (ru) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93043505/02A RU2061085C1 (ru) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2061085C1 true RU2061085C1 (ru) | 1996-05-27 |
| RU93043505A RU93043505A (ru) | 1997-01-20 |
Family
ID=20147123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93043505/02A RU2061085C1 (ru) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2061085C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003060180A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-24 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'mezhotraslevoe Juridicheskoe Agentstvo 'jurpromkonsalting' | Method of applying the coatings from aluminium alloy on cast iron and steel products |
| RU2788071C1 (ru) * | 2019-10-29 | 2023-01-16 | Арселормиттал | Стальная подложка с покрытием |
-
1993
- 1993-09-01 RU RU93043505/02A patent/RU2061085C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 106370, кл. C 23C 2/12, 1956. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003060180A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-24 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'mezhotraslevoe Juridicheskoe Agentstvo 'jurpromkonsalting' | Method of applying the coatings from aluminium alloy on cast iron and steel products |
| RU2788071C1 (ru) * | 2019-10-29 | 2023-01-16 | Арселормиттал | Стальная подложка с покрытием |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5792289A (en) | Titanium alloy products and methods for their production | |
| CA2573226C (en) | Method of hot pressing high strength member using steel sheet and such hot pressed parts | |
| IE45591B1 (en) | Zinc alloy and galvanisation process | |
| FR2660937A1 (fr) | Procede pour le revetement au trempe d'une bande d'acier en continu. | |
| US20120258809A1 (en) | Copper-tin multicomponent bronze containing hard phases, production process and use | |
| Vyas et al. | Investigation on reactive wetting during investment casting of magnesium alloy AZ91 | |
| FR2565250A1 (fr) | Alliage riche en silicium resistant a la corrosion, procede de revetement d'un article substrat et article obtenu | |
| JP3979502B1 (ja) | 金属部材の窒化・酸化処理及び再酸化処理方法 | |
| RU2061085C1 (ru) | Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов | |
| JP3410303B2 (ja) | 耐溶融金属溶損性および耐摩耗性に優れたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライト合金およびその製造方法 | |
| KR102224747B1 (ko) | 팩 시멘테이션을 이용한 철계 모재의 주석 코팅방법 | |
| Zhao et al. | Interfacial microstructure in joining of arc sprayed Al-Zn coating to AZ91D by solid-liquid compound casting | |
| US9193017B2 (en) | Method for producing a lead-free, plated aluminium plain bearing | |
| US20050158204A1 (en) | Method of production of broadside plates for continuous casting molds | |
| JP2002194477A (ja) | 非鉄金属溶湯用部材 | |
| Bakkar et al. | Microstructural characterisation and corrosion behaviour of laser cladded Al–12Si alloy onto magnesium AS41/carbon fibre composite | |
| MXPA04006295A (es) | Metodo de aplicacion de recubrimientos a partir de aleaciones de aluminio sobre productos de acero o de hierro fundido. | |
| JPH0456749A (ja) | 溶融金属に対する耐溶損性の優れた鋳造用金型または接溶湯器具 | |
| JP2023500997A (ja) | 耐食性、耐かじり性、加工性及び表面品質に優れためっき鋼板、及びその製造方法 | |
| KR20090038756A (ko) | 용융 알루미늄계 도금강판 및 그 제조방법 | |
| Runge et al. | Base metal microstructural considerations for anodizing aluminum substrates | |
| Kohlhepp et al. | Formation of Die Soldering and the Influence of Alloying Elements on the Intermetallic Interface. Materials 2021, 14, 1580 | |
| CN213056274U (zh) | 一种新型高强耐磨铝合金板 | |
| JPH02175853A (ja) | ガルバナイジング浴組成物 | |
| JP2004167505A (ja) | ダイカストマシン用部材及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040902 |