SU1046345A1

SU1046345A1 - Method for producing vitroenamel coating on metal surface

Info

Publication number: SU1046345A1
Application number: SU802982476A
Authority: SU
Inventors: Валентина Ефимовна Евстишенкова; Эдуард Иосифович Лавут; Елена Борисовна Хвостова; Галина Васильевна Медведева
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1983-10-07

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОЭМАЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ,, преимущественно на сплавах алюмини с магнием, включающий нанесение шликера эмали и обжиг при температуре, превышающей температуру оплавлени эмали, о т л и ч а.ющи и с тем, что, с целью повышени качества покрыти и проч .ности его сцеплени с основой, обжиг осуществл ют при 640-65О&deg;С в течение 1-2 мин.A METHOD FOR OBTAINING A GLASS-ENAMEL COATING ON A METAL SURFACE, mainly on aluminum alloys with magnesium, including applying an enamel slip and firing at a temperature higher than the melting temperature of the enamel, so that it improves the quality of the coating and the strength of its adhesion to the base, the calcination is carried out at 640-65 ° C for 1-2 minutes.

Description

Изобретение относитс к защите металлов покрыти ми и может быть использовано в приборостроении и .электронной технике дл электрической изол ции деталей узлов и частей схем.The invention relates to the protection of metals with coatings and can be used in instrument making and electronic engineering for the electrical insulation of parts of assemblies and parts of circuits.

Сплавы Алюмини с магнием относ тс к группе деформируемых алюминиевых сплавов с хорошей коррозионной стойкостью и хорошими конструкционными свойствами.Aluminum alloys with magnesium belong to the group of wrought aluminum alloys with good corrosion resistance and good structural properties.

В последнее врем сплавы АМг-5, АМг-6, АМг-7 нашли применение в конструкци х и узлах различных приборов (в качестве подложек дл гибридных печатных схем, дл изготовлени корпусов датчиков и других деталей приборостроени и-электронной техники). Отсюда возникла необходимость получени высококачественных тонкослойных электроизол ци- онных покрытий на детал х из этих сплавов. Эти алюминиевые сплавы содерл ат и своем составе соответственно 5,6 и 7% Мд. До насто щего времени эмалирование алюмомагниевых сп-лавов не проводитс в промышленном масштабе из-за высокой реакционной способности их поверхности, обусловленной присутствием магни , , который реагирует с расплавом эмали. В результате этой реакции образуютс газообразные продукты, которые вызывают дефекты покрыти в виде сколов и зв. Именно поэтому прин та технологи эмалировани чистого алюмини и сплавов с малым содержанием легирующих элементов (содержание магни не более 1%) не приемлема дл алюминиевых сплавов с магнием типа АМг-6.Recently, AMg-5, AMg-6, AMg-7 alloys have been used in designs and assemblies of various devices (as substrates for hybrid printed circuits, for the manufacture of sensor housings and other parts of instrumentation and electronic equipment). Hence the need to produce high-quality thin-layer electrical insulating coatings on parts of these alloys. These aluminum alloys contain a content of 5.6 and 7% Md, respectively. Up to the present, enamelling of aluminum-magnesium spavas has not been carried out on an industrial scale due to the high reactivity of their surface due to the presence of magnesium, which reacts with the enamel melt. As a result of this reaction, gaseous products are formed, which cause defects in the coating in the form of chips and sand. That is why the technology adopted for enameling pure aluminum and alloys with a low content of alloying elements (magnesium content not exceeding 1%) is not acceptable for aluminum alloys with magnesium such as AMg-6.

I-faBecTeH способ, согласно которому алюминий или его сплавы обезжиривают , подвергают хроматной обработке , нанос т покрытие методом окунани или пульверизацией, сушат и обжигают при 530-580 С в течение 5-15 мин 1.The I-faBecTeH method, according to which aluminum or its alloys are degreased, is subjected to chromate treatment, is coated by dipping or spraying, dried and calcined at 530-580 ° C for 5-15 minutes 1.

Недостатком способа вл етс плохое качество тонкослойного покрыти из боросиликатных стекол на сплавах алюмини с магнием, на поверхности сколы и пузыри.The disadvantage of this method is the poor quality of the thin coating of borosilicate glass on aluminum alloys with magnesium, on the surface of chips and bubbles.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс способ, включающий нанесение эмалевого шликера и обжиг при температуре , превьпиающей оплавление эмали на 40-50 0 2 .The closest in technical essence to the proposed is a method including applying an enamel slip and firing at a temperature exceeding the melting of the enamel by 40-50 0 2.

Однако при обжиге по известному способу не обеспечиваетс прочное сцепление стеклоэмали с металлом.However, during firing by a known method, a strong adhesion of the glass enamel to the metal is not ensured.

Целью изобретени вл етс повышение качества покрыти и прочности сцеплени с основой сплава.The aim of the invention is to improve the quality of the coating and the strength of adhesion to the base alloy.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени стеклоэмалевого покрыти на металле , преимущественно на сплавах алюмини с магниему включающему нанесение шликера эмали и обжиг при температуре , превышающей тейтературу оплавлени эмали, обжиг осуществл 5 ют при 640-650°С в течение 1-2 мин. Физическа сущность формировани тонкослойного покрыти из щелочных боросиликатных стекол на алюмомагниевых сплавах заключаетс в том, чтоThis goal is achieved in that according to the method of producing a glass-enamel coating on metal, mainly on aluminum and magnesium alloys, including applying an enamel slip and calcining at a temperature higher than the enamel melting temperature, calcining is carried out at 640-650 ° C for 1-2 minutes . The physical essence of the formation of a thin layer coating of alkaline borosilicate glasses on aluminum-magnesium alloys is that

0 дл получени качественного эмалевого покрыти на алюминии или его литейных сплавах типа силуминов необходимо наличие окисной пленки, получаемой специальной обработкой0 to obtain high-quality enamel coating on aluminum or its casting alloys such as silumins, an oxide film is required, which is obtained by special treatment

5 поверхности-, например хромированием или введением сцепл ющих окислов в шихту эмали, которые могут активно вступать во взаимодействие с окисной поверхностной пленкой. Такими5 surfaces — for example, chromium plating or the introduction of adherent oxides into the enamel mixture, which can actively interact with an oxide surface film. Such

Q окислами могут быть окислы кадми , свинца, или олова. Щелочные боросиликатные стекла, из которых формируют покрыти согласно предлагаемому способу, содержат в качестве сцепл ю-,Q oxides can be oxides of cadmium, lead, or tin. Alkaline borosilicate glasses, of which the coatings are formed according to the proposed method, contain

с щего компонента окись кадми в количестве 3,5-8 масс.% (таблица 1).from the common component, cadmium oxide in the amount of 3.5-8 wt.% (Table 1).

Известно, что магний может образовывать непрерывные твердые растворы с окисью кадми .It is known that magnesium can form continuous solid solutions with cadmium oxide.

С увеличе:нием температуры процес0 сы взаимодействи эмалевого распла-ва и подложки значительно интенсифицируютс . Следовательно, в случае эмалировани алюмомагниевых сплавов щелочными боросиликатными стеклами,With an increase in the temperature of the interaction process between the enamel melt and the substrate, they are significantly intensified. Consequently, in the case of enamelling alumina-magnesium alloys with alkaline borosilicate glasses,

5 содержащими окись кадми при повышении температуры обжига нар ду с понижением в зкости расплава, происходит ;св зывание активного магни из поверхности сплава и окиси кадми из5 containing cadmium oxide with increasing calcining temperature along with a decrease in melt viscosity, occurs; binding of active magnesium from the alloy surface and cadmium oxide from

0 расплавов стекла. В результате0 glass melts. As a result

уменьшаетс газообразование и облегчаетс выход газов черезрасплав. Экспериментально найдено, что наилучша температура, при которойgassing is reduced and the release of gases through the melt is facilitated. It was experimentally found that the best temperature at which

5 все процессы взаимодействи происход т наиболее полно, - это 640650°С , т.е. на выше температуры плавлени сплава.5 all the processes of interaction occur most fully, it is 640650 ° С, i.e. above the melting point of the alloy.

Расплавы щелочных боросиликатныхAlkaline borosilicate melts

Q стекол в интервале температур 550650°С имеют значение Ig а 3,9-2,3, т.е. изменение температуры на влечет за собой значительное изменение в зкости расплава стекла. Например, расплав стекла 89 приQ glasses in the temperature range 550650 ° C have an Ig value of 3.9-2.3, i.e. a change in temperature leads to a significant change in the viscosity of the molten glass. For example, glass melt 89 at

5 t 550C имеет значение ,94. При такой в зкости расплав эмали плохо растекаетс по поверхности и задерживает выход газов с поверх .ности подложки, которые на активной5 t 550C matters, 94. With such viscosity, the enamel melt does not spread well over the surface and delays the escape of gases from the surface of the substrate, which are active

0 поверхности алюмомагниевых сплавов . образуютс в большом количестве. При обжиге при 640-650 проибходит значительное уменьшение в зкости расплава стекла ,3. Расплав хоро5 1ИО растекаетс на поверхности подлож-.0 surfaces of aluminum-magnesium alloys. formed in large quantities. When fired at 640-650, a significant decrease in the viscosity of the molten glass occurs, 3. The melt horo5 1IO spreads on the surface of the substrate-.

ки, а газы легко проход т через расплав, не наруша сплошности покрыти . Дл получени тонкослойног покрыти из щелочного боросиликатного стекла на сплавах алюмини с магнием, например на АМг-б,- при оплавлении надо нагреть покрытие до температур т минимальной в зкости расплава (640-650°С) и оплавление проводить быстро в течение 1-2 мин..ki and gases easily pass through the melt without disturbing the integrity of the coating. To obtain a thin layer of alkaline borosilicate glass coating on aluminum alloys with magnesium, for example, AMg-B, during melting, the coating must be heated to temperatures of minimum melt viscosity (640-650 ° C) and melting is carried out quickly within 1-2 minutes ..

Пример 1. Сплав АМг-6 химически обезжиривают в слабощелочном растворе (50 г/л NгиСО и б г/л МаэРО4) при t 60-79«C в течение 5-10 мин, пpo «Iвaют в гор че и ХОЛОДНОЙ воде.Example 1. Alloy AMg-6 is chemically degreased in a weakly alkaline solution (50 g / l of NGSO and b g / l of MaerO4) at t 60-79 "C for 5-10 min, but" I boil in hot and COLD water.

Нанос т покрытие электрофорезом из суспензии стекла 169 в бутиловом спирте на положительном электроде . Сушат покрытие при бО-вО С. Обжигают покрытие при 640-650 С в течение 1-2 мий (дл металла толщиной.1-1,5 мм).Electrophoresis was applied from a suspension of glass 169 in butyl alcohol on a positive electrode. Dry the coating with a BS-BO C. The coating is burned at 640-650 C for 1-2 missions (for metal with a thickness of 1.1-1.5 mm).

Толщина сло стеклоэмали 20100 мкм и более-.The thickness of the glass layer 20100 microns and more -.

Пример 2. Способ осуществл ют аналогично примеру 1, но do стеклом 202 срстава, %: SiOjS Ю32;()U) Rp I П p и M e p 3. Способ осущестт вл ют аналогично примеру 1, но со стеклом № 89.Example 2. The method is carried out analogously to example 1, but do with glass 202,%: SiOjS U32; () U) Rp I P p and M e p 3. The method is carried out as in example 1, but with glass No. 89.

в предлагаемом способе используют щелочные боросиликатные стекла, имеющие температуру растекани 510-5ЗО С, а обжиг стеклопок лти из них на алюмомагниевом сплаве провод т при 640-650°С, .т.е. повыиение температуры в насто щем случае составл ет 130-120°.In the proposed method, alkaline borosilicate glasses having a spreading temperature of 510 to 5 0 ° C are used, and the glass-fired glass is fired on an aluminum-magnesium alloy at 640-650 ° C, i.e. The temperature rise in the present case is 130-120 °.

Составы стекол, использованных дл осуществлени предлагаемого 0 способа, приведены в таблице.The compositions of the glasses used to carry out the proposed 0 method are shown in the table.

Применение узлов из алюмини или АМг-6, покрытых указанным стек-, ломатериалом, составит 1500 приборов в год. Средн стоимость одно5 го прибора с применением узлов из АМг-6 составит 2500 рублей. Общие затраты на изготовление приборов с применением АМг-6 в год состав т 3750 руб.The use of aluminum or AMG-6 units covered with the specified glass material will be 1,500 devices per year. The average cost of a single device using AMG-6 units will be 2500 rubles. The total cost of manufacturing devices using AMG-6 per year is 3750 rubles.

Средн стоимость одного прибора с применением узлов из алюмини составл ет 3100 в год. Общие затраты на изготовление приборов с применением деталей из АМг-6 г 4650 руб.The average cost of a single device using aluminum components is 3100 per year. The total cost of manufacturing devices using parts from AMG-6 g is 4650 rubles.

Эконс лический эффект при использовании деталей из АМг-6, покрытых эмал ми из боросиликатного стекла, состаЬи 4,5-3, руб.The ecological effect when using AMG-6 parts coated with borosilicate glass enamel is 4.5-3, rub.

Предлагаемый способ позвол ет получать электроизол ционное стеклоэмалевое покрытие на поверхности сплавов алюмини с магнием. The proposed method allows to obtain an electrically insulating glass enamel coating on the surface of aluminum alloys with magnesium.

Химический с.остав боросиликатных стекол, масс.%Chemical composition of borosilicate glass, wt.%

W202 23 13,5 17 3,5 10 19 8,5 2,5 2,0 1,0W202 23 13.5 17 3.5 10 19 8.5 2.5 2.0 1.0

89 ,24 14 12 8,0 - 19 8 4 89, 24 14 12 8.0 - 19 8 4

7 17 1

Claims

METHOD FOR PRODUCING A GLASS-ENAMEL COATING ON A METAL SURFACE, mainly on alloys of aluminum with magnesium, including applying an enamel slip and firing at a temperature higher than the enamel's fusion temperature, coating with the aim of improving the quality of coating and strength its adhesion to the base, firing is carried out at 640-650 ° C for 1-2 minutes.