SU1560621A1

SU1560621A1 - Способ нанесени защитных покрытий

Info

Publication number: SU1560621A1
Application number: SU884381511A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Иванов; Леонид Климович Зайцев; Борис Иванович Пономаренко
Original assignee: Военно-воздушная инженерная Краснознаменная академия им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1990-04-30

Abstract

Изобретение относитс к нанесению покрытий на стальные детали и может быть использовано дл повышени жаростойкости и коррозионной стойкости деталей энергетического машиностроени . Цель изобретени - повышение жаро-и коррозионной стойкости покрытий, их прочности и твердости. Способ включает нанесение на стальное изделие суспензии, содержащей алюминиевый порошок в качестве наполнител , фосфаты и хроматы в качестве св зующего, и отжиг покрыти при 250°С и выше. Полученное покрытие подвергают дополнительной обработке раствором дигидрофосфата натри , кали или лити , концентраци которого составл ет 20-58 мас.%. В качестве растворител используют воду или раствор ортофосфорной кислоты с содержанием не более 90 мас.%, после чего покрытие отжигают при 250-700°С. Дополнительна обработка повышает микротвердость до 320 кгс/мм², в несколько раз повышает жаро- и коррозионную стойкость с одновременным повышением прочности покрытий. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к нанесению защитных покрытий на стальные детали и может быть использовано дл повышени жаростойкости и коррозионной стойкости деталей энергетического машиностроени .

Целью изобретени вл етс повышение жаро- и коррозионной стойкости покрытий, их прочности и твердости.

Способ по изобретению включает приготовление водной суспензии, в состав которой вход т неорганическа св зка из фосфатов и хроматов и наполнитель - алюминиевый порошок, нанесение этой суспензии на поверхность металлической детали, отжиг детали с покрытием при температуре

свыше , после этого дет.тль дополнительно обрабатывают водным раствором , содержащим 20-58 мас.% кислые фосфаты кали или фосфаты натри , или фосфаты лити с последующим отжигом при 250-700°С.

Водные растворы кислых фосфатов (KHtPO, или , или ,) дл дополнительной пропитки покрыти могут быть получены путем растворени в дистиллированной воде вышеуказанных соединений или при использовании в качестве компонентов ортофосфорной кислоты, щелочи и воды.

Выбор указанных компонентов обусловлен тем, что первичные фосфаты (КНЙРО) в отличие от вторичных KZHP04

СП

&

N5

и третичных КдРО имеют большую растворимость и, следовательно, из первичных фосфорнокислых растворов будет больше масса покрыти .

При этом содержание растворител необходимо поддерживать от 42 до 80 мас.%.

При содержании воды менее 42 мас.% в р-астворе еще имеютс кристаллы фос- фатов, в зкость жидкого раствора очень велика, что затрудн ет его применение .

При содержании воды более 80 мас.% толщина фосфатной пленки мала. Дл получени коррозионно-стойкого покрыти необходимо таким раствором 2-3 раза обрабатывать поверхность детали, провод каждый раз термообработку дл закреплени пленки.

Наилучшие результаты получаютс при обработке 55%-ным водным раствором . При содержании воды около 55 мас.% в растворе отсутствуют твердые кристаллы, такой раствор обеспе- чивает оптимальную защитную пленку. Выбор температуры термообработки обусловлен тем, что при температуре выше 250°С полученна пленка не разрушаетс водой, имеет высокие защит- ные свойства. При температуре выше 700 С алюминий, вход щий в состав покрыти , интенсивно диффундирует в сталь. При температурах выше 700 С покрытие превращаетс в диффузионное покрытие.

П р и м е р 1. На спескоструенную поверхность пластин из стали марки ЭИ962Ш нанесли слой суспензий, содержащей следующие ингредиенты, мас.%: ортофосфорна кислота 14; хромовый ангидрид 3,5; оксид магни .2,5; вода 38 и алюминиевый порошок марки АСД4 42.

Пластины с алюмофосфатным покрыти- ем обжигали при 500 С в течение 1 ч. На полученное таким образом покрытие наносили пленку из раствора, содержащего 58 мас.% дигидрофосфата натри и 42 мас,% дистиллированной воды.

Пленку наносили способом распылени . Раствор дл нанесени пленки имеет высокую в зкость, нанести его способом окунани не удаетс , В данном растворе могут быть растворены . все кристаллы фосфатов при перемешивании , однако при продолжительной выдержке раствора в спокойном состо нии

Q

,-

5

0

5

из него вновь выпадают твердые кристаллы .

Пластину, покрытую пленкой, отжигали при 300 С в течение 1 ч. После отжига поверхность пластины принимала вид эмали, приобретала блеск и товарный вид, повышалась твердость и прочность покрыти .

Коррозионные испытани проводили циклами. Каждый цикл включал: нагрев пластины с покрытием при 500 С в течение 1 ч, охлаждение и выдержку в течение 22 ч в тумане искусственной морской воды (3%-ный раствор NaCl).

Пластины с алюмофосфатным покрытием без дополнительной обработки через 4 коррозионных цикла были покры- „ты бурыми точками (питтингами), а пластины с аналогичным покрытием, но обработанные по изобретению не имели следов коррозии через 15 циклов.

Пример 2. На пластины из стали ЭИ962Ш нанесли алюмофосфатное покрытие, как в примере 1, но обработали его раствором, который содержал 20 мас.% дигидрофосфата натри и 80 мас.% . Мала в зкость раствора позвол ет наносить его как методом распылени , так и окунани , однако толщина получаемой пленки в этом случае меньше, чем в примере 1. Чтобы получить такую же толщину пленки необходимо обработку проводить 3-4 раза с промежуточными отжигами.

Коррозионные испытани показали, что пластины с алюмофосфатным покрытием , обработанные однократно раствором , выдержали 8 циклов без повреждени .

П р. и м е р 3. Пластины из стали ЭИ962Ш были покрыты: 3 штуки - цинком , 3 штуки - кадмием (гальваническим методом на толщину 10-15 мкм); 3 штуки алюмофосфатным покрытием; 3 штуки - алюмофосфатным покрытием и дополнительно обработаны раствором , содержащим 45 мас.% дигидрофосфата кали и 55 мас.% Н20, и от- тожены при 350 С. Кроме того, , вз то 3 пластины без покрыти .

Результаты коррозионных испытаний

показали, что образцы без покрыти прокорродировали на 100% поверхности после 1 цикла; образцы с алюмофосфатным покрытием прокорродировали ia 40% поверхности через 3 цикла; образцы с цинковым покрытием на 60%

5156

поверхности через 5 циклов; образцы с кадмиевым покрытием на 70% через 7 циклов, а образцы с алюмофосфатным покрытием и обработанные раствором указанного состава не имели следов коррозии после Ц циклов.

I

Свойства полученных покрытий (на

образцах из стали ЭП517Ш) приведены в таблице. Дл сравнени приведены данные дл известного способа без дополнительной обработки покрыти .

Как видно из приведенных данных, дополнительна обработка покрытий по изобретению обеспечивает повышение комплекса свойств покрытий, что позвол ет использовать изобретение дл нанесени защитных покрытий на дета- ли различного назначени .

1°

Claims

Формула изобретен и Я

Способ нанесени защитных покрытий на стальные детали, включающий нанесение суспензии, содержащей алюминиевый порошок в качестве наполнител и фосфаты и хроматы в качестве св зующего с последующим отжигом при 250 С и выше, отличающий- с тем, что, с целью повышени жа- ро- и коррозионной стойкости покрытий , их прочности и твердости, покрытие дополнительно обрабатывают 20- 58%-ным раствором дигидрофосфата щелочного металла, выбранного из группы , включающей дигидрофосфаты кали , натри и лити , при использовании в качестве растворител воды или раствора ортофосфорной кислоты при ее содержании не более 90 мас.% с после0

дующим отжигом покрыти при 250-700 С

Мелкозерниста , светло-сера , матова

Игла, проведенна по поверхности покрыти , разрушает покрытие до подложки

38-54

3-6

8-12

Мелкоз ерниста ,

светло-сера ,

блест ща

Игла, проведенна по поверхности покрыти следа не оставл ет

220-320

0,08-0,15

0,2-0,9

15606218

, Продолжение таблицы

2-314

2-415