RU2081939C1 - Способ покрытия стальной полосы алюминием - Google Patents
Способ покрытия стальной полосы алюминием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081939C1 RU2081939C1 RU94032800A RU94032800A RU2081939C1 RU 2081939 C1 RU2081939 C1 RU 2081939C1 RU 94032800 A RU94032800 A RU 94032800A RU 94032800 A RU94032800 A RU 94032800A RU 2081939 C1 RU2081939 C1 RU 2081939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- coating
- temperature
- aluminum
- rolling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Способ покрытия стальной полосы алюминием включает зачистку поверхности полосы, нанесение суспензии алюминиевого порошка, сушку, прокатку с обжатием и термообработку. Прокатку проводят в термостатированном режиме при температуре 70-80oC с натяжением, величину которого определяют из предложенной зависимости. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к закрытию стальных полос цветными металлами.
Известен способ алитирования стальных деталей, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия детали подвергают обработке с целью получения чистой металлической поверхности, свободной от окалины и окислов железа; на обработанные таким образом детали наносят пастообразный состав, содержащий порошок алюминия (> 10 мкм) и пастообразный носитель на основе органического полимера; затем деталь подвергают термообработке при температуре 600-700oC с целью создания на детали покрытия, детали с покрытием подвергают отжигу при температуре 1000-1100oC [1] Недостатками данного способа являются:
1. Трудоемкость нанесения тонких и равномерных пастообразных слоев.
1. Трудоемкость нанесения тонких и равномерных пастообразных слоев.
2. Необходимость двойной термообработки.
Также известен способ покрытия стальных полос алюминием, заключающийся в очистке обеих поверхностей полосы, покрытии их водной суспензией алюминиевого порошка, сушке покрытия, прокатке охлаждающими валками алюминиевого порошка на полосе с обжатием, обеспечивающим теоретическую плотность алюминия и кратковременной (1-5 сек) термообработке при температуре 450-700oC [2] Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает равной плотности покрытия по ширине полосы, ликвидации локальных отслоений металла покрытия от стальной основы и как следствие химической однородности покрытия из-за интенсивного окисления стали на вспученных участках.
Задачей данного изобретения является получение качественного покрытия, обеспечивающего равную его плотность по ширине полосы, отсутствие локальных отслоений, а также однородность химического состава.
Поставленная задача достигается тем, что в способе покрытия стальной полосы алюминием, включающем зачистку полосы от жировых и оксидных пленок, нанесение на чистые поверхности суспензий алюминиевого порошка, сушку ее при температуре 100-120oC, прокатку с обжатием, которое необходимо для достижения заданной плотности покрытия, и термообработку, согласно изобретению, прокатку ведут в термостатированном режиме при температуре 70-80oC с натяжением, величину которого определяют по формуле:
(tр-250)(K1-K2)(E100-mtр)≅ σ1≅ 0,95σ02М (1)
где tp температура интенсивной реакции диффузионного взаимодействия стали и алюминия ≈350-400oC;
K1 коэффициент линейного расширения алюминия;
K2 коэффициент линейного расширения стали;
E100 модуль Юнга стали на выходе из валков;
m коэффициент влияния температуры на модуль Юнга;
σ02М предел текучести стали при максимальной температуре нагрева полосы в процессе;
σ1 удельное переднее натяжение.
(tр-250)(K1-K2)(E100-mtр)≅ σ1≅ 0,95σ02М (1)
где tp температура интенсивной реакции диффузионного взаимодействия стали и алюминия ≈350-400oC;
K1 коэффициент линейного расширения алюминия;
K2 коэффициент линейного расширения стали;
E100 модуль Юнга стали на выходе из валков;
m коэффициент влияния температуры на модуль Юнга;
σ02М предел текучести стали при максимальной температуре нагрева полосы в процессе;
σ1 удельное переднее натяжение.
Указанные признаки: термостатирование процесса прокатки и обеспечение переднего натяжения данной величины являются необходимыми в образовании качественного покрытия, т.е. в получении однородного химического состава без локальных отслоений, трещин и разрывов и равной плотности по ширине полосы.
Суть данных признаков заключается в следующем:
термостатирование режима прокатки при температуре 70-80oC обеспечивает выравнивание калибровки валков, а следовательно, равномерность обжатия порошка покрытия, т. е. его одинаковой плотности по ширине полосы, а также снижает величину разности линейного термического расширения стальной основы и алюминиевого покрытия;
натяжение, определенное по указанной зависимости, обеспечивает компенсацию разности длин покрытия и стальной основы, возникающей в результате разностей коэффициентов линейного термического расширения стали и алюминия и обеспечивает отсутствие вспучивания алюминиевого покрытия.
термостатирование режима прокатки при температуре 70-80oC обеспечивает выравнивание калибровки валков, а следовательно, равномерность обжатия порошка покрытия, т. е. его одинаковой плотности по ширине полосы, а также снижает величину разности линейного термического расширения стальной основы и алюминиевого покрытия;
натяжение, определенное по указанной зависимости, обеспечивает компенсацию разности длин покрытия и стальной основы, возникающей в результате разностей коэффициентов линейного термического расширения стали и алюминия и обеспечивает отсутствие вспучивания алюминиевого покрытия.
Процесс получения покрытия по предложенному способу (как и по прототипу) производится в линии прокатного стана, причем все операции (нанесение суспензии, сушка, прокатка и термообработка) производятся между разматывателем и моталкой. При прокатке порошок покрытия спрессовывается и плотно накатывается на стальную основу. Поэтому чем выше температура прокатки, тем меньше сказывается разность длин (покрытия и основы) от коэффициентов термического расширения. Однако при температуре, превышающей верхний предел режима прокатки, начинает подгорать технологическая смазка, что нарушает химсостав покрытия, а также повышает пожарную опасность процесса. В связи с этим наиболее целесообразная температура процесса прокатки 70-80oC.
Следующий за прокаткой процесс нагрева полосы ведет к появлению разности длин покрытия и стальной основы, но до 250oC, т.е. температуры начала диффузионного взаимодействия основы и покрытия, эта разность длин не сказывается, т.к. относительное перемещение покрытия и основы достаточно свободно. При появлении первых точек диффузионного охватывания перемещение становится невозможным, поэтому при отсутствии или недостаточном натяжении при температуре >250oC появляются локальные отслоения покрытия, что приводит к интенсивному окислению стали в этих местах. Образовавшиеся плотные оксиды (Fe3O4 и FeO) препятствуют дальнейшему диффузионному взаимодействию, изменяют химсостав переходного слоя и нарушают сплошность покрытия, а при деформации изгиба оно отваливается.
Для ликвидации этого необходимо компенсировать разницу термических удлинений стальной основы и алюминия покрытия упругим растяжением полосы до момента интенсивной реакции между покрытием и основой (t=350oC), когда практически весь контактный слой прореагирует. Это достигается натяжением, величина которого должна быть достаточной, чтобы обеспечить такую степень упругого растяжения полосы. Эта величина определяется из выражения (1). Напряжение, возникающее в стальной полосе от действия силы натяжения, не может превышать предел текучести обрабатываемой полосы при температуре максимального нагрева в процессе термообработки (700-725oC), поскольку в противном случае большая пластическая деформация полосы приводит к нарушению сплошности слоя покрытия (появлению микротрещин на покрытии).
Выражением (1) первый сомножитель (tp-250) определяет величину температуры, создающую некомпенсированную разность длин, возникающую из-за различия термического удлинения стали и алюминия, второй - (K1-K2) дает величину разности коэффициентов термического расширения стальной основы и алюминия, третий (E100-mtp) определяет Модуль Юнга при температуре интенсивного протекания диффузионного взаимодействия. 0,95 σ02М определяет максимально допустимую величину удельного натяжения.
Испытания проводили на образцах стали 30 г с пределом текучести при t= 20oC 40 кг/мм2 и 30 кг/мм2 при t=700oC, модулем Юнга E при температуре 100oC 19500 кг/мм2, коэффициент пропорциональности модуля Юнга от температуры m=13 кг/мм2 oC. В паре сталь 30 г и алюминиевый порошок tp (температура интенсивной реакции диффузионного взаимодействия)=350oC. Размеры образцов O ширина b= 100 мм, толщина Ho=1,2 мм. Полосу защищали механическим путем с помощью специального зачистного устройства, представляющего собой систему вращающихся абразивных барабанов. Затем покрывали способом пульверизации суспензией алюминиевого порошка с дисперсностью 4-8 мкм. Подогревали полосу в индукторе до t-120oC и производили ее сушку. Полосу с нанесенным таким образом порошком прокатывали с обжатием 10-40% после чего нагревали со скоростью 20-400 град/сек в индукторе. Прокатку производили при различных величинах натяжения, а стабилизацию температуры осуществляли медными роликами, контактирующими с валками по всей длине образующей. Результаты экспериментальной проверки приведены в таблице.
Из данных экспериментальной проверки видно, что только при выполнении заявляемых признаков покрытие является качественным по плотности, однородности химического состава и по адгезионным характеристикам. Невыполнение заявляемых признаков приводит к получению бракованного покрытия.
Claims (1)
- Способ покрытия стальной полосы алюминием, включающий зачистку ее поверхности, аэрозольное нанесение суспензии алюминиевого порошка, сушку, прокатку с обжатием, обеспечивающим заданную плотность покрытия, и термообработку, отличающийся тем, что прокатку ведут в термостатированном режиме при температуре 70 80oС с натяжением, величину которого определяют по формуле
где tp температура интенсивной реакции диффузионного взаимодействия стали и алюминия, (~350-400°C);
К1 коэффициент линейного расширения алюминия;
K2 коэффициент линейного расширения стали;
E100 модуль Юнга стали на выходе валков, кг/мм2;
m коэффициент влияния температуры на модуль Юнга стали, кг/мм2/oС;
σ02M предел текучести стали при максимальной температуре нагрева полосы при термообработке покрытия, кг/мм2;
σ1 удельное переднее натяжение, кг/мм2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032800A RU2081939C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Способ покрытия стальной полосы алюминием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032800A RU2081939C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Способ покрытия стальной полосы алюминием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94032800A RU94032800A (ru) | 1996-08-10 |
RU2081939C1 true RU2081939C1 (ru) | 1997-06-20 |
Family
ID=20160325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94032800A RU2081939C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Способ покрытия стальной полосы алюминием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081939C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501630C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения слоистого композита системы сталь-алюминий |
-
1994
- 1994-09-08 RU RU94032800A patent/RU2081939C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявки Франции N 2320994, кл. С 23 С 9/02, 1977. 2. Заявка ФРГ N 2141663, кл. С 23 С 17/00, 1975. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501630C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения слоистого композита системы сталь-алюминий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94032800A (ru) | 1996-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0874917B1 (en) | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom | |
CA2175105A1 (en) | Process for Improving the Formability and Weldability Properties of Zinc Coated Steel Sheet | |
EP1470869A1 (en) | Method for producing coated steel sheet | |
RU2081939C1 (ru) | Способ покрытия стальной полосы алюминием | |
JPH05504727A (ja) | 軟質金属の圧延方法 | |
US3052014A (en) | Flame treatment of aluminum | |
JPS5432124A (en) | Applying method for strain relief annealing seizureproof films on electro- magnetic steel sheet | |
WO1999058735A3 (en) | Method of producing hot-dip zinc coated steel sheet free of dross pick-up defects on coating and associated apparatus | |
JP3231576B2 (ja) | 高温雰囲気下でのロールクリーニング方法 | |
JPH0759753B2 (ja) | 電磁鋼板の絶縁被覆処理方法 | |
RU2182191C2 (ru) | Способ покрытия стальной полосы алюминием | |
JP3248431B2 (ja) | 溶融めっき鋼板の製造方法 | |
CA1083437A (en) | Mehtod of treating ferrous strand by hot dip coating procedure | |
JP3274712B2 (ja) | アルミニウム条の脱脂装置及び製造方法 | |
JP3029511B2 (ja) | チタン板の脱スケール装置 | |
JPH0760305A (ja) | 表面光沢の優れた冷延鋼板、その製造方法及びその製造 設備 | |
RU2063469C1 (ru) | Способ обработки медного газотермического покрытия | |
JPS5930527B2 (ja) | 金属薄板の板面保護法 | |
JPH05112811A (ja) | 冷延ステンレス鋼帯の焼鈍方法 | |
JPH03193856A (ja) | 鋼帯の連続溶融めっき方法およびその装置 | |
AU776513B2 (en) | A pre-coated metal sheet having enhanced thermal resistance properties | |
JPH11129016A (ja) | タイトスケール性の良好な熱延鋼板の製造方法 | |
JPH0576376B2 (ru) | ||
JPS6028861A (ja) | 粉体塗装方法 | |
JPS6186973A (ja) | 金属板の連続塗装方法 |