RU2310011C2 - Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced products - Google Patents
Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced productsInfo
- Publication number
- RU2310011C2 RU2310011C2 RU2005108440/02A RU2005108440A RU2310011C2 RU 2310011 C2 RU2310011 C2 RU 2310011C2 RU 2005108440/02 A RU2005108440/02 A RU 2005108440/02A RU 2005108440 A RU2005108440 A RU 2005108440A RU 2310011 C2 RU2310011 C2 RU 2310011C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- iron
- coating
- steel
- zinc
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title abstract 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 3
- 238000005270 abrasive blasting Methods 0.000 claims 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims 1
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 claims 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 abstract 1
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 7
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000005269 aluminizing Methods 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002635 electroconvulsive therapy Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0036—Crucibles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к следующим аспектам нанесения покрытий: способам нанесения покрытий на изделия из чугуна и стали погружением в расплав алюминия, цинка или их сплавов; способам подготовки поверхности изделий перед нанесением покрытия; химическим составам расплавов для нанесения покрытий и флюсов, используемых при нанесении покрытий из расплавов цинка, легированных алюминием.The invention relates to the field of metallurgy, and specifically to the following aspects of coating: methods for coating products of cast iron and steel by immersion in a melt of aluminum, zinc or their alloys; methods of preparing the surface of the products before coating; chemical compositions of melts for coating and fluxes used in the coating of zinc alloys doped with aluminum.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ нанесения алюминиевого или цинкового покрытия на изделия из чугуна или стали, предусматривающий предварительную подготовку поверхности изделия, погружение его в расплав алюминия, цинка или их сплавов, выдержку изделия в расплаве и извлечение его из расплава. Для реализации известного способа используется устройство, состоящее из вертикальной печи с емкостью для расплава, причем емкость выполнена с центральным телом в виде стержня с нагревателем внутри. Покрываемые изделия погружаются в расплав между внутренней стенкой емкости и наружной стенкой центрального тела, а в случае нанесения покрытия на трубы большого диаметра труба погружается в расплав таким образом, что центральное тело устройства располагается внутри трубы (см. патент Российской Федерации RU 2200207, МПК 7 С23С 2/38, опубликован 10.03.2003).A known method of applying aluminum or zinc coatings on products made of cast iron or steel, involving preliminary preparation of the surface of the product, immersing it in a molten aluminum, zinc or their alloys, holding the product in the melt and removing it from the melt. To implement the known method, a device is used consisting of a vertical furnace with a capacity for a melt, the capacity being made with a central body in the form of a rod with a heater inside. Covered articles are immersed in the melt between the inner wall of the container and the outer wall of the central body, and in the case of coating large diameter pipes, the pipe is immersed in the melt so that the central body of the device is located inside the pipe (see patent of the Russian Federation RU 2200207, IPC 7 C23C 2/38, published 03/10/2003).
Недостатком известного способа является необходимость полного заполнения вертикальной ванны расплавом алюминия, цинка или их сплавов. При нанесении покрытия в расплавах алюминия или цинка, содержащего алюминий, внутренняя поверхность ванны должна быть выполнена из огнеупорного материала, стойкого в расплаве алюминия, что значительно усложняет ее конструкцию. Затраты энергии на наружный обогрев ванны значительно возрастут при наличии на внутренней ее поверхности футеровки, материал которой отличается низкой теплопроводностью.The disadvantage of this method is the need to completely fill the vertical bath with a melt of aluminum, zinc or their alloys. When coating in molten aluminum or zinc containing aluminum, the inner surface of the bath should be made of refractory material that is resistant to molten aluminum, which greatly complicates its design. Energy costs for external heating of the bath will increase significantly if there is a lining on its inner surface, the material of which is characterized by low thermal conductivity.
Перед нанесением покрытия производят очистку поверхности изделий из чугуна и стали от окалины и продуктов коррозии, а также осуществляют ее активацию.Before coating, the surface of cast iron and steel products is cleaned of scale and corrosion products, and they are also activated.
Ударная обработка изделий из чугуна и стали твердыми частицами приводит к повышению потенциальной энергии поверхности и к появлению там поверхностных напряжений. Накопленная в результате ударной обработки поверхности стали энергия атомов железа при нанесении покрытия расходуется на взаимодействие с атомами металла покрытия, причем наиболее легко и полно при температуре полиморфного превращения металла основы. При нагревании погруженного в расплав изделия в его поверхностной зоне происходит релаксация возникших в результате ударной обработки напряжений за счет выхода дислокаций на поверхность металла и протекания там элементарного акта пластической деформации с образованием так называемых активных центров, характеризующихся повышенной энергией атомов. В результате активации поверхности сокращается продолжительность формирования покрытия и повышается его структурная однородность.The impact treatment of cast iron and steel products with solid particles leads to an increase in the potential energy of the surface and the appearance of surface stresses there. The energy of iron atoms accumulated as a result of impact treatment of the steel surface during coating is spent on interaction with the metal atoms of the coating, and it is most easy and complete at the temperature of polymorphic transformation of the base metal. When the product immersed in the melt is heated in its surface zone, the stresses resulting from the shock treatment are relaxed due to the dislocations coming to the metal surface and an elementary act of plastic deformation taking place with the formation of so-called active centers characterized by increased atomic energy. As a result of surface activation, the duration of coating formation is reduced and its structural uniformity is increased.
Известен способ нанесения алюминиевого покрытия на изделия из чугуна и стали, предусматривающий ударную подготовку поверхности изделий твердыми частицами. Ударная обработка осуществляется в две стадии. На первой стадии производят обработку поверхности потоком твердых частиц остроконечной формы размером 0,3-0,5 мм при скорости подачи 100-120 м/с. На второй - обработку поверхности потоком твердых частиц глобулярной формы размером 1,0-2,0 мм при скорости подачи до 60-80 м/с (см. патент Российской Федерации RU 2202648, МПК 7 С23С 2/12, опубликован 20.04.2003).A known method of applying an aluminum coating on products made of cast iron and steel, involving impact preparation of the surface of the products with solid particles. Impact processing is carried out in two stages. At the first stage, the surface is treated with a flow of spiky solid particles with a size of 0.3-0.5 mm at a feed speed of 100-120 m / s. On the second - surface treatment with a flow of solid particles of globular shape with a size of 1.0-2.0 mm at a feed speed of up to 60-80 m / s (see patent of the Russian Federation RU 2202648, IPC 7 С23С 2/12, published on 04/20/2003) .
В результате двухстадийной обработки поверхность изделия имеет незначительную шероховатость, кроме того, количество открытых поверхностных капилляров недостаточно для заметного ускорения смачивания поверхности металла основы металлом покрытия.As a result of two-stage processing, the surface of the product has a slight roughness, in addition, the number of open surface capillaries is not enough to significantly accelerate the wetting of the surface of the base metal with the coating metal.
Обработка поверхности изделий из чугуна и стали смесью остроконечных частиц и частиц глобулярной формы приводит к формированию на поверхности металла основы шероховатой структуры с большим количеством открытых поверхностных капилляров. Такая поверхность хорошо смачивается металлом покрытия, а наличие при этом открытых поверхностных капилляров приводит к внедрению туда расплава, способствует ускорению формирования покрытия и стабилизирует его структуру.Surface treatment of cast iron and steel products with a mixture of spiky particles and globular-shaped particles leads to the formation of a rough structure base with a large number of open surface capillaries on the metal surface. Such a surface is well wetted by the coating metal, and the presence of open surface capillaries leads to the introduction of a melt there, helps to accelerate the formation of the coating and stabilizes its structure.
Исследования показали, что для ударной обработки поверхности стали не пригодны остроконечные и глобулярные по форме частицы из неметаллических материалов (например, корунд), так как эти частицы внедряются в обрабатываемую поверхность и, оставаясь там, препятствуют ее смачиванию расплавом при нанесении покрытия.Studies have shown that pointed and globally shaped particles of non-metallic materials (e.g. corundum) are not suitable for impact surface treatment of steel, since these particles penetrate the surface to be treated and, while remaining there, prevent it from being wetted by the melt during coating.
Алюминиевые покрытия наносят на изделия из чугуна и стали без использования флюсов. Это обусловлено тем, что наиболее легко и полно взаимная диффузия атомов металла покрытия (жидкая фаза) и атомов металла основы (твердого железа) происходит при температуре полиморфного превращения металла основы, которое характеризуется нестационарным расположением атомов железа. В интервале температур нанесения алюминиевых покрытий происходит полиморфное превращение стали, поэтому алюминиевое покрытие формируется без флюса. Цинковое покрытие наносят при более низких температурах, накопленная энергия реализуется достаточно медленно, поэтому требуется дополнительная активация процесса с помощью флюса.Aluminum coatings are applied to cast iron and steel products without the use of fluxes. This is due to the fact that the most easily and fully mutual diffusion of coating metal atoms (liquid phase) and base metal atoms (solid iron) occurs at the temperature of polymorphic transformation of the base metal, which is characterized by an unsteady arrangement of iron atoms. In the temperature range of the application of aluminum coatings, polymorphic transformation of steel occurs, so the aluminum coating is formed without flux. Zinc coating is applied at lower temperatures, the stored energy is sold quite slowly, therefore, additional activation of the process using flux is required.
Известен флюс для горячего цинкования изделий из чугуна и стали в расплавах, содержащих более 1% алюминия, представляющий собой водный раствор, содержащий, мас.%:Known flux for hot-dip galvanizing of iron and steel products in melts containing more than 1% aluminum, which is an aqueous solution containing, wt.%:
хлорид лития - 1,5-2,5;lithium chloride - 1.5-2.5;
хлорид олова - 0,8-1,0;tin chloride - 0.8-1.0;
кремнефтористый натрий - 0,4-0,6;sodium silicofluoride - 0.4-0.6;
хлорное железо - 0,4-0,6;ferric chloride - 0.4-0.6;
хлорид магния - 40-50;magnesium chloride - 40-50;
вода - остальное.water is the rest.
(см. авторское свидетельство СССР 933791, МПК 3 С23С 1/12, опубликовано 07.06.1982).(see USSR author's certificate 933791, IPC 3 C23C 1/12, published 07.06.1982).
К недостаткам этого флюса следует отнести наличие в его составе солей, оказывающих отрицательное влияние на экологию процесса (хлорид олова).The disadvantages of this flux include the presence in its composition of salts that have a negative impact on the ecology of the process (tin chloride).
Известен алюминиевый сплав для нанесения алюминиевого покрытия, легированный следующими компонентами, мас.%:Known aluminum alloy for applying an aluminum coating alloyed with the following components, wt.%:
алюминий - основа;aluminum is the basis;
цинк - 7,0-10,0;zinc - 7.0-10.0;
кремний - 3,0-5,0;silicon - 3.0-5.0;
магний - 0,5-1,5;magnesium - 0.5-1.5;
олово - 0,2-0,5.tin - 0.2-0.5.
Введенные легирующие компоненты приводят к снижению температуры плавления сплава, при этом получают покрытие, которое не разрушается при последующем деформировании металла основы (см. патент Российской Федерации 2202649, МПК 7 С23С 2/12, опубликован 20.04.2002).Introduced alloying components lead to a decrease in the melting temperature of the alloy, while obtaining a coating that does not deteriorate upon subsequent deformation of the base metal (see patent of the Russian Federation 2202649, IPC 7 C23C 2/12, published April 20, 2002).
Недостатком этого сплава является его многокомпонентный состав, в связи с этим получаемое покрытие имеет многофазную структуру. Значительная разность потенциалов структурных составляющих покрытия под пленкой электролита приводит к ускорению коррозионных процессов на его поверхности по электрохимическому механизму.The disadvantage of this alloy is its multicomponent composition, in this regard, the resulting coating has a multiphase structure. A significant potential difference of the structural components of the coating under the electrolyte film leads to acceleration of corrosion processes on its surface by the electrochemical mechanism.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Изобретения призваны решать следующие задачи: определение более экономичного, с точки зрения энергозатрат, способа нанесения алюминиевых и цинковых покрытий на изделия из чугуна и стали; определение режимов и разработка средств предварительной подготовки поверхности изделий, обеспечивающих ускорение процесса нанесения покрытия с заданной толщиной и структурой; разработка химических составов расплавов для нанесения защитных покрытий, обладающих высокими эксплуатационными свойствами.The inventions are intended to solve the following problems: determination of a more economical, from the point of view of energy consumption, method of applying aluminum and zinc coatings on products made of cast iron and steel; the definition of modes and the development of means of preliminary preparation of the surface of the products, providing acceleration of the coating process with a given thickness and structure; development of chemical compositions of melts for applying protective coatings with high performance properties.
К числу поставленных задач относится разработка химических составов алюминиевых сплавов, отличающихся стабильностью состава на протяжении заданного периода эксплуатации и обеспечивающих не только необходимую пластичность и прочность соединения получаемого покрытия с основой, но и его высокие эксплуатационные свойства и эффектный внешний вид.Among the tasks assigned is the development of chemical compositions of aluminum alloys, which are characterized by a stable composition over a given period of operation and providing not only the necessary ductility and strength of the connection of the resulting coating with the base, but also its high performance and spectacular appearance.
Кроме того, задачей является разработка составов флюсов для нанесения цинковых покрытий, не содержащих высокотоксичных компонентов, что существенно улучшит экологическую обстановку при нанесении покрытий.In addition, the task is to develop compositions of fluxes for applying zinc coatings that do not contain highly toxic components, which will significantly improve the environmental situation when applying coatings.
Поставленные задачи решаются следующим образом.The tasks are solved as follows.
Способ нанесения металлического покрытия на изделия из чугуна или стали предусматривает погружение покрываемого изделия полностью в расплав теплоносителя, слой которого расположен под слоем расплава материала покрытия значительно меньшей толщины. После погружения в расплав теплоносителя изделие выдерживают там, прогревая до температуры среды, затем его извлекают через слой расплава материала покрытия, в результате чего происходит формирование покрытия. Расплавы цинка и алюминия по отношению к расплаву свинца являются не смешивающимися жидкостями, кроме того, свинец в жидком состоянии инертен по отношению к малоуглеродистой стали. Предусмотрена предварительная подготовка поверхности покрываемого изделия, которая заключается в ее ударной обработке колотыми частицами стальной или чугунной дроби с размерами, лежащими в пределах 0,3-1,0 мм, при скорости подачи частиц, лежащей в диапазоне 60-120 м/сек. После обработки поверхности колотыми частицами проводят дополнительную ударную обработку поверхности стальной или чугунной дробью глобулярной формы, размер которой лежит в пределах 1,0-2,0 мм, при скорости подачи дроби до 60 м/сек.The method of applying a metal coating on cast iron or steel products involves immersing the coated product completely in the heat transfer melt, the layer of which is located under the melt layer of the coating material of a significantly smaller thickness. After immersion in the coolant melt, the product is kept there, warming to ambient temperature, then it is removed through the melt layer of the coating material, as a result of which the coating is formed. Zinc and aluminum melts are not miscible liquids with respect to lead melt; moreover, lead in a liquid state is inert with respect to mild steel. Preliminary preparation of the surface of the coated product is provided, which consists in its impact treatment with crushed particles of steel or cast iron particles with sizes lying in the range of 0.3-1.0 mm, with a particle feed rate in the range of 60-120 m / s. After processing the surface with crushed particles, additional impact processing of the surface with a globular steel or cast iron shot is carried out, the size of which lies in the range 1.0-2.0 mm, with a feed rate of the shot up to 60 m / s.
Существенной является предварительная ударная обработка поверхностей покрываемого изделия смесью колотых частиц стальной или чугунной дроби с размерами, лежащими в пределах 0,3-1,0 мм, и стальной или чугунной дробью глобулярной формы, размер которой лежит в пределах 1,0-2,0 мм, при скорости подачи частиц 60-120 м/сек.Preliminary impact treatment of the surfaces of the coated product with a mixture of crushed particles of steel or cast iron particles with sizes lying in the range of 0.3-1.0 mm and a globular steel or cast iron shot with a size ranging from 1.0-2.0 is significant mm, with a feed rate of particles of 60-120 m / s.
Техническим результатом от использования первого изобретения из заявленной группы является то, что предварительная обработка поверхности изделий позволяет повысить эффективность активации поверхности покрываемого изделия, необходимой для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия. Обработка колотыми частицами приводит к образованию глубоких узких «кратеров» на поверхности изделий, а частицы глобулярной формы сглаживают края «кратеров» и в целом получается поверхность с капиллярной структурой, способствующей ускорению взаимодействия расплава металла покрытия с основой. Остроконечные и глобулярные частицы из чугуна и стали, даже если они внедряются в обрабатываемую поверхность, не препятствуют ее смачиванию расплавом при нанесении покрытия. Этот же технический результат обеспечивается вторым изобретением группы - способом подготовки поверхностей изделия из чугуна или стали для нанесения алюминиевого или цинкового покрытия.The technical result from the use of the first invention from the claimed group is that preliminary processing of the surface of the products allows to increase the activation efficiency of the surface of the coated product, necessary for coating by immersion in a melt based on aluminum. Processing with crushed particles leads to the formation of deep narrow "craters" on the surface of the products, and particles of globular shape smooth the edges of the "craters" and, as a whole, a surface with a capillary structure is obtained, which facilitates the interaction of the coating metal melt with the base. Pointed and globular particles of cast iron and steel, even if they are embedded in the surface to be treated, do not prevent it from being wetted by the melt during coating. The same technical result is provided by the second invention of the group - the method of preparing the surfaces of the product from cast iron or steel for applying aluminum or zinc coatings.
При нанесении цинковых покрытий погружением в расплав, включая расплавы, содержащие алюминий (более 1,0%), традиционно используют флюсование. Флюс на поверхности стального изделия при погружении его в расплав цинка при воздействии температуры разлагается с образованием активных веществ, раскисляющих поверхность металла основы. За счет этого происходит активация поверхностных атомов железа, активно реагирующих с цинком.When applying zinc coatings by immersion in a melt, including melts containing aluminum (more than 1.0%), fluxing is traditionally used. Flux on the surface of a steel product when it is immersed in a zinc melt under the influence of temperature decomposes with the formation of active substances that deoxidize the surface of the base metal. Due to this, the activation of surface iron atoms, actively reacting with zinc.
Флюс представляет собой водный раствор, содержащий ZnCl2 400 г/литр, HCl 10 г/литр, CuCl2 10 г/литр, NaCl 50 г/литр, поверхностно активное вещество 1 г/литр.The flux is an aqueous solution containing ZnCl 2 400 g / liter, HCl 10 g / liter, CuCl 2 10 g / liter, NaCl 50 g / liter, surfactant 1 g / liter.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, - флюсом, заключается в том, что представленный состав флюса не является токсичным и может легко наноситься путем погружения изделия в его раствор с последующей сушкой при температуре 130-180°С. Этот флюс можно использовать в цехе с общей приточно-вытяжной вентиляцией, его отходы легко утилизируемы и не содержат токсичных веществ.The technical result provided by the invention, the flux, is that the composition of the flux is not toxic and can be easily applied by immersing the product in its solution, followed by drying at a temperature of 130-180 ° C. This flux can be used in a workshop with general supply and exhaust ventilation; its waste is easily utilized and does not contain toxic substances.
Для нанесения алюминиевых покрытий могут быть использованы следующие сплавыThe following alloys can be used to apply aluminum coatings.
Состав первого сплава, мас.%:The composition of the first alloy, wt.%:
марганец - 0,3-0,5;Manganese - 0.3-0.5;
железо - 0,5-2,5;iron - 0.5-2.5;
алюминий - остальное.aluminum is the rest.
Состав второго сплава, мас.%;The composition of the second alloy, wt.%;
кремний - 3,0-7,0;silicon - 3.0-7.0;
марганец - 0,5-0,8;manganese - 0.5-0.8;
железо - 0,5-2,5;iron - 0.5-2.5;
алюминий - остальное.aluminum is the rest.
Состав третьего сплава, мас.%:The composition of the third alloy, wt.%:
цинк - 6-11;zinc - 6-11;
кремний - 3,0-6,0;silicon - 3.0-6.0;
магний - 0,5-1,5;magnesium - 0.5-1.5;
олово - 0,2-0,5;tin - 0.2-0.5;
титан - 0,02-0,05;titanium - 0.02-0.05;
железо - 0,5-2,5;iron - 0.5-2.5;
алюминий - остальное.aluminum is the rest.
Технический результат от использования заявленных составов сплавов обусловлен тем, что железо в составе расплава для алюминирования улучшает смачиваемость поверхности металла основы расплавом. Процесс формирования покрытия сопряжен с накоплением железа в расплаве для алюминирования. Максимальное содержание железа в расплаве для алюминирования ограничивается его предельной растворимостью в данном сплаве при температуре нанесения покрытия.The technical result from the use of the claimed alloy compositions is due to the fact that the iron in the composition of the melt for aluminization improves the wettability of the surface of the base metal by the melt. The process of coating formation is associated with the accumulation of iron in the melt for aluminization. The maximum iron content in the melt for aluminization is limited by its ultimate solubility in this alloy at the coating temperature.
Введение в состав расплава для алюминирования марганца повышает коррозионную стойкость полученных в данном расплаве покрытий. Марганец, образуя при алюминировании в покрытии твердый раствор в FeAl3, способствует смещению его электродного потенциала в отрицательную область от - 0,261 до - 0,488 В, приближаясь к электродному потенциалу алюминия (- 0,515 В), тем самым нейтрализует действие включений FeAl3 как эффективных катодов.The introduction of manganese aluminization into the melt composition increases the corrosion resistance of the coatings obtained in this melt. Manganese, forming a solid solution in FeAl 3 during aluminization in the coating, contributes to a shift of its electrode potential to the negative region from –0.261 to –0.488 V, approaching the electrode potential of aluminum (–0.515 V), thereby neutralizing the effect of FeAl 3 inclusions as effective cathodes .
Введение в состав расплава для алюминирования кремния способствует уменьшению толщины слоя интерметаллидов покрытия.The introduction of silicon aluminization in the melt for aluminizing helps to reduce the thickness of the coating intermetallic layer.
Введение в состав расплава для алюминирования цинка и магния способствует снижению температуры формирования покрытия.The introduction of zinc and magnesium into the melt for aluminizing helps to reduce the temperature of coating formation.
Введение в состав расплава для алюминирования титана способствует измельчению структуры нанесенного покрытия.The introduction of titanium aluminization into the melt composition contributes to the refinement of the structure of the deposited coating.
Введение в состав расплава для алюминирования олова способствует росту жидкотекучести расплава, что приводит к повышению равномерности толщины покрытия по всей поверхности покрываемого изделия.The introduction of tin aluminization into the composition of the melt promotes an increase in the fluidity of the melt, which leads to an increase in the uniformity of the coating thickness over the entire surface of the coated product.
Первый сплав используется для нанесения покрытий на изделия, которые в дальнейшем не подлежат деформированию. В данном случае не предъявляются требования к пластичности покрытия. Второй сплав аналогичен по свойствам первому с той лишь разницей, что получается более пластичное покрытие. Третий сплав предназначен для изделий, которые в дальнейшем деформируются, то есть покрытие получается пластичным.The first alloy is used for coating products that are not subject to deformation in the future. In this case, there are no requirements for the ductility of the coating. The second alloy is similar in properties to the first with the only difference being that a more plastic coating is obtained. The third alloy is intended for products that are subsequently deformed, that is, the coating is plastic.
На чертеже показан продольный разрез устройства, реализующего способ нанесения цинкового или алюминиевого покрытия на изделия из чугуна или стали.The drawing shows a longitudinal section of a device that implements a method of applying zinc or aluminum coatings on products made of cast iron or steel.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство, реализующее заявленный способ, выполнено в виде смонтированной полой несущей конструкции 1, обогреваемой снаружи вертикальной ванны 2 цилиндрической формы с центральным нагреваемым изнутри телом 3. Центральное тело 3 не выступает за пределы верхней кромки ванны 2. Центральное тело 3 и ванна 2 образуют, в совокупности, кольцевую полость для расплава теплоносителя. На ванне 2 герметично установлена дополнительная верхняя часть 4 в форме кольца, полость которой образует с ванной 2 единую емкость. Между ванной 2 и дополнительной верхней частью 4 расположено изолирующее кольцо 5, которое перекрывает внутреннюю полость 6 между несущей конструкцией 1 и непосредственно ванной 2. При этом образуются две изолированные друг от друга полости. Первая - полость 6 между несущей конструкцией 1 и ванной 2. Вторая - полость 7 между несущей конструкцией 1 и дополнительной верхней частью 4.A device that implements the claimed method is made in the form of a mounted hollow supporting structure 1, heated outside of a vertical tub 2 of cylindrical shape with a central body heated from the inside 3. The central body 3 does not protrude beyond the upper edge of the bath 2. The central body 3 and the bath 2 form, in aggregate, an annular cavity for the coolant melt. An additional upper part 4 in the form of a ring is hermetically mounted on the bathtub 2, the cavity of which forms a single container with the bathtub 2. Between the bath 2 and the additional upper part 4, an insulating ring 5 is located, which overlaps the inner cavity 6 between the supporting structure 1 and the bath 2 itself. In this case, two cavities isolated from each other are formed. The first is the cavity 6 between the supporting structure 1 and the bath 2. The second is the cavity 7 between the supporting structure 1 and the additional upper part 4.
Внутренние элементы ванны 2 и наружные элементы центрального тела 3 изготовлены из малоуглеродистой стали, например из котельной стали. Дополнительная верхняя часть 4 выполнена из огнеупорного керамического материала, химически стойкого к расплаву алюминия и алюминиевых сплавов. Однако она может быть изготовлена из малоуглеродистой стали и футерована изнутри керамическим материалом.The inner elements of the bath 2 and the outer elements of the central body 3 are made of mild steel, such as boiler steel. The additional upper part 4 is made of refractory ceramic material chemically resistant to molten aluminum and aluminum alloys. However, it can be made of mild steel and lined with ceramic material from the inside.
Устройство имеет три нагревательных элемента. Первый нагревательный элемент 8 расположен в полости 6 между внешними стенками ванны 2 и внутренними поверхностями несущей конструкции 1. Второй нагревательный элемент 9 расположен внутри центрального тела 3. Третий нагревательный элемент 10 расположен вокруг дополнительной верхней части 4 в полости 7. Первый и третий нагревающий элементы (8, 10) отделены друг от друга изолирующим кольцом 5.The device has three heating elements. The first heating element 8 is located in the cavity 6 between the outer walls of the bath 2 and the inner surfaces of the supporting structure 1. The second heating element 9 is located inside the central body 3. The third heating element 10 is located around the additional upper part 4 in the cavity 7. The first and third heating elements ( 8, 10) are separated from each other by an insulating ring 5.
Первый и второй нагревательные элементы (8, 9) выполнены в виде электрических нагревателей сопротивления. Нагревательный элемент 10 представляет собой индуктор, что необходимо для прогрева теплоемкой дополнительной кольцевой части 5.The first and second heating elements (8, 9) are made in the form of electric resistance heaters. The heating element 10 is an inductor, which is necessary for heating a heat-intensive additional annular part 5.
При подготовке устройства к работе вначале в ванну 2 загружается свинец, и включаются первый и второй нагревательные элементы (8, 9). При необходимости свинец догружают до достижения необходимого уровня расплава теплоносителя (свинца), то есть уровня, когда обеспечивается заполнение ванны 2 до полного погружения центрального тела 3. Полость внутри дополнительной верхней части 5 остается свободной.When preparing the device for operation, lead is first loaded into the bath 2, and the first and second heating elements are turned on (8, 9). If necessary, the lead is loaded until the required level of melt of the coolant (lead) is reached, that is, the level when filling of the bath 2 is ensured until the central body 3 is completely immersed. The cavity inside the additional upper part 5 remains free.
После формирования однородного расплава теплоносителя включают третий нагревательный элемент 10 и загружают цинк, алюминий или их сплав до заполнения полости внутри дополнительной верхней части 5.After the formation of a homogeneous coolant melt, a third heating element 10 is turned on and zinc, aluminum or an alloy thereof is charged until the cavity inside the additional upper part 5 is filled.
После разделения слоев расплава теплоносителя снизу и расплава материала покрытия (цинка или алюминиевого сплава) и достижения расплавами заданных температур установка готова к эксплуатации.After the separation of the layers of the coolant melt from below and the melt of the coating material (zinc or aluminum alloy) and the melts reach the set temperatures, the installation is ready for operation.
Лучшие варианты осуществления изобретенияThe best embodiments of the invention
Одним из наилучших примеров нанесения покрытия служит нанесение алюминиевого покрытия на стальную трубу.One of the best examples of coating is to apply an aluminum coating to a steel pipe.
Труба имеет диаметр 1230 мм, длину - 6,0 м. Толщина стенки трубы - 8 мм.The pipe has a diameter of 1230 mm, a length of 6.0 m. The wall thickness of the pipe is 8 mm.
Диаметр ванны 2 и дополнительной кольцевой части 5-1800 мм, глубина полости, образованной полостью ванны 2 и высотой дополнительной кольцевой части, 5-6,5 м. Наружный диаметр центрального тела 3-800 мм.The diameter of the bath 2 and the additional annular part is 5-1800 mm, the depth of the cavity formed by the cavity of the bath 2 and the height of the additional annular part is 5-6.5 m. The outer diameter of the central body is 3-800 mm.
Осуществляют предварительную дробеструйную обработку поверхностей трубы. Используют два дробеструйных аппарата. В первый аппарат загружают колотые частицы стальной дроби с размерами, лежащими в пределах 0,3-1,0 мм. Во второй аппарат загружают чугунную дробь, размер которой лежит в пределах 1,0-2,0 мм.Preliminary shot blasting of the surfaces of the pipe is carried out. Use two bead-blasting apparatus. The crushed particles of steel shot with sizes lying in the range of 0.3-1.0 mm are loaded into the first apparatus. Cast iron shot, the size of which lies in the range of 1.0-2.0 mm, is loaded into the second apparatus.
Вначале проводится обработка поверхностей дробью из первого аппарата при скорости подачи частиц, лежащей в пределах 60-120 м/сек. После равномерной обработки поверхностей из первого аппарата проводят обработку поверхностей изделия из второго аппарата при скорости подачи дроби до 60 м/сек. Обработку круглой дробью проводят также равномерно по всем поверхностям изделия.First, surface treatment is carried out with a fraction from the first apparatus at a particle feed rate of 60-120 m / s. After uniform surface treatment from the first apparatus, surface treatment of the product from the second apparatus is carried out at a feed rate of up to 60 m / s. Processing by round shot is also carried out uniformly on all surfaces of the product.
Для обработки внутренних поверхностей трубы дробеструйный аппарат подается внутрь полости трубы манипулятором.To process the inner surfaces of the pipe, the shot blasting apparatus is fed into the pipe cavity by a manipulator.
После завершения предварительной подготовки поверхностей трубы ее зацепляют за один из торцов с помощью подъемного крана, транспортируют к устройству для нанесения и погружают в ванну 2 с теплоносителем таким образом, что центральное тело 3 располагается внутри трубы.After completion of the preliminary preparation of the pipe surfaces, it is hooked onto one of the ends with a crane, transported to the application device, and immersed in a bath 2 with a coolant so that the central body 3 is located inside the pipe.
После прогрева трубы она плавно извлекается через слой алюминиевого сплава, а затем подается на участок охлаждения, где обдувается струями сжатого воздуха.After heating the pipe, it is smoothly removed through a layer of aluminum alloy, and then fed to the cooling section, where it is blown with compressed air jets.
Готовое изделие с толщиной защитного покрытия в пределах 50-120 мкм транспортируется на склад готовой продукции.The finished product with a protective coating thickness in the range of 50-120 microns is transported to the finished product warehouse.
Вторым примером служит технология нанесения цинкового покрытия на длинномерные изделия малого сечения.A second example is the technology of applying a zinc coating to long products of small cross section.
Цинковое покрытие наносится на швеллерные балки с высотой 120 мм. Ширина полки швеллера равна 50 мм. Длина швеллера - 6,0 м.Zinc coating is applied to channel beams with a height of 120 mm. The width of the channel shelf is 50 mm. Channel length - 6.0 m.
Для нанесения цинкового покрытия используется описанное выше устройство, которое вместо алюминиевого сплава заполняется расплавом цинка.For applying a zinc coating, the device described above is used, which instead of an aluminum alloy is filled with a zinc melt.
Предварительно на швеллерные балки наносится флюс, который приготавливается последовательным растворением в воде входящих в него компонентов.Previously, a flux is applied to the channel beams, which is prepared by sequential dissolution of the constituent components in water.
Используется флюс, содержащий, ZnCl2 400 г/литр, HCl 10 г/литр, CuCl2 10 г/литр, NaCl 50 г/литр, а также поверхностно активное вещество 1 г/литр.A flux containing ZnCl 2 400 g / liter, HCl 10 g / liter, CuCl 2 10 g / liter, NaCl 50 g / liter and a surfactant of 1 g / liter is used.
Для нанесения флюса балка погружается в емкость с раствором, а затем извлекается и просушивается обдувом теплого воздуха.To apply flux, the beam is immersed in a container with a solution, and then it is removed and dried by blowing warm air.
Подготовленные швеллеры закрепляются торцами за кольцевой держатель подъемного крана и опускаются в расплав теплоносителя, находящийся в ванной 2. Пакет швеллеров равномерно располагается вокруг центрального тела 3.The prepared channels are fixed by the ends to the ring holder of the crane and are lowered into the heat carrier melt located in the bathtub 2. The channel pack is evenly distributed around the central body 3.
После прогрева швеллеров они плавно извлекаются через слой расплава цинка и подаются на участок охлаждения, где обдуваются струями сжатого воздуха.After heating the channels, they are smoothly removed through the zinc melt layer and fed to the cooling section, where they are blown with compressed air jets.
Готовые изделия с толщиной покрытия 50-60 мкм транспортируются на склад готовой продукции, где штабелируются.Finished products with a coating thickness of 50-60 microns are transported to the finished goods warehouse, where they are stacked.
В случае нанесения алюминиевого покрытия предварительная дробеструйная обработка может быть произведена с использованием одной дробеметной машины. В этом случае в нее загружают смесь колотых частиц стальной или чугунной дроби с размерами, лежащими в пределах 0,3-1,0 мм, и стальной или чугунной дроби, размер которой лежит в пределах 1,0-2,0 мм. Обработку производят при скорости подачи частиц 60-120 м/сек.In the case of applying an aluminum coating, preliminary shot blasting can be performed using one shot blasting machine. In this case, a mixture of crushed particles of steel or cast iron particles with sizes lying in the range of 0.3-1.0 mm and steel or cast iron particles, the size of which lies in the range of 1.0-2.0 mm, is loaded into it. Processing is carried out at a feed rate of particles of 60-120 m / s.
Выбор стальных или чугунных частиц зависит от возможностей производства и не определяется какими-либо технологическими особенностями или особенностями изделий, на которые наносится покрытие.The choice of steel or cast iron particles depends on the production capabilities and is not determined by any technological features or features of the products to be coated.
Алюминиевые сплавы для нанесения покрытий приготавливают традиционным способом в электрических тигельных или иного типа печах. Расплав легируют необходимыми компонентами, после чего отливаются чушки, пригодные для загрузки в устройство для нанесения покрытия.Aluminum alloys for coating are prepared in the traditional way in electric crucible or other types of furnaces. The melt is alloyed with the necessary components, after which ingots suitable for loading into the coating device are cast.
После нанесения алюминиевого покрытия получают изделия с покрытием по химическому составу, соответствующему расплаву ванны алюминирования.After applying the aluminum coating receive products with a coating in chemical composition corresponding to the melt bath aluminization.
Claims (13)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005108440/02A RU2310011C2 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced products |
| PCT/RU2006/000131 WO2006104420A2 (en) | 2005-03-25 | 2006-03-20 | Method for applying aluminium or zinc coating on iron and steel products, a device for carrying out said method, used alloys and fluxes and the thus produced articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005108440/02A RU2310011C2 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005108440A RU2005108440A (en) | 2006-09-27 |
| RU2310011C2 true RU2310011C2 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=37053810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005108440/02A RU2310011C2 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced products |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310011C2 (en) |
| WO (1) | WO2006104420A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780615C1 (en) * | 2019-08-30 | 2022-09-28 | Ниппон Стил Корпорейшн | FLUX AND METHOD FOR MANUFACTURING STEEL PRODUCT COATED FROM Zn-Al-Mg ALLOY OBTAINED BY MELTING DIP WITH THE USE OF THE MENTIONED FLUX |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017060745A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Arcelormittal | Steel sheet coated with a metallic coating based on aluminium and comprising titanium |
| CN106967940B (en) * | 2017-05-02 | 2023-05-30 | 贵州理工学院 | Method and device for preparing arc-shaped special-shaped steel |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3639107A (en) * | 1969-07-22 | 1972-02-01 | Aluminum Co Of America | Hot-dip-aluminizing alloy |
| SU1177385A1 (en) * | 1983-11-05 | 1985-09-07 | Харцызский сталепроволочно-канатный завод | Bath furnace for hot zinc-plating |
| JPH05148602A (en) * | 1991-11-28 | 1993-06-15 | Fuji Kogyo Kk | Hot dip alloy plating method |
| RU2200207C2 (en) * | 2001-05-29 | 2003-03-10 | Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" | Device for application of protective metal coats on cast-iron or steel parts |
| RU2202648C2 (en) * | 2001-05-29 | 2003-04-20 | Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" | Method of application of protective metal coats on cast-iron or steel articles |
| RU2202649C1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-04-20 | Закрытое акционерное общество "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" | Process of deposition of aluminum coats on cast iron and steel articles |
-
2005
- 2005-03-25 RU RU2005108440/02A patent/RU2310011C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-03-20 WO PCT/RU2006/000131 patent/WO2006104420A2/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАБЛИК Г. Основы цинкования. Металлургиздат, 1934, с.124-127. ШЛУГЕР М.А. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. - М.: Машиностроение, 1985, т.1, c.63-65. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780615C1 (en) * | 2019-08-30 | 2022-09-28 | Ниппон Стил Корпорейшн | FLUX AND METHOD FOR MANUFACTURING STEEL PRODUCT COATED FROM Zn-Al-Mg ALLOY OBTAINED BY MELTING DIP WITH THE USE OF THE MENTIONED FLUX |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006104420A3 (en) | 2009-01-29 |
| WO2006104420A2 (en) | 2006-10-05 |
| RU2005108440A (en) | 2006-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1352100B1 (en) | Flux and process for hot dip galvanization | |
| KR102535908B1 (en) | Apparatus and method for vacuum deposition | |
| US2569097A (en) | Method of coating ferrous metal with aluminum or an aluminum alloy | |
| RU2009138469A (en) | METHOD FOR COATING A SUBSTRATE AND DEVICE FOR VACUUM DEPOSITION OF METAL ALLOY | |
| RU2310011C2 (en) | Method of deposition of the aluminum or zinc coating on the products made out of the iron or the steel, the used alloys, fluxes and the produced products | |
| KR20120123460A (en) | Metal-coated steel strip | |
| US5551981A (en) | Apparatus to galvanize a ferrous substrate | |
| KR20170005838A (en) | Method for producing a steel component which is provided with a corrosion-resistant metal coating, and steel component | |
| RU2237745C1 (en) | Method and process line for deposition of compound-profile steel articles | |
| CN101090784A (en) | Method of casting an article | |
| US2721813A (en) | Galvanizing method, including a removal of metallic iron from zinc-containing materials such as metallic zinc and iron-zinc compounds | |
| KR20190078902A (en) | Hot dip zinc alloy plated steel sheet having high slippage and the method of the same | |
| Liberski et al. | Formation of coatings from a liquid phase on the surface of iron-base alloys | |
| CN102974804A (en) | Manufacturing method of casting with wear resistance and corrosion resistance on surface | |
| JP3520336B2 (en) | Surface treatment of magnesium material | |
| CA2448416A1 (en) | Method and apparatus for change-over of the molten metal coating composition in a steel strip coating line | |
| RU2202648C2 (en) | Method of application of protective metal coats on cast-iron or steel articles | |
| RU2344018C1 (en) | Method of fabrication of titanium crucibles with protective coating | |
| TW200427867A (en) | Method for adding solid zinc-aluminum to galvanizing baths | |
| KR800001348B1 (en) | Bearing lining method | |
| JPS6220860A (en) | Hot dipping device | |
| JPH0113951B2 (en) | ||
| JPH01290754A (en) | Device for transferring fused metal plating bath | |
| CN108330327A (en) | The corrosion-resistant Ba-Ge-V kirsites of automotive sheet galvanizing by dipping | |
| UA125935C2 (en) | Method for electron-beam skull melting metals and alloys and device for implementation thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20061205 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20061207 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180326 |