SU1708941A1 - Method for electrochemical aluminizing - Google Patents
Method for electrochemical aluminizing Download PDFInfo
- Publication number
- SU1708941A1 SU1708941A1 SU894741097A SU4741097A SU1708941A1 SU 1708941 A1 SU1708941 A1 SU 1708941A1 SU 894741097 A SU894741097 A SU 894741097A SU 4741097 A SU4741097 A SU 4741097A SU 1708941 A1 SU1708941 A1 SU 1708941A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- parts
- coating
- manufacture
- deposition
- forming parts
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении пресс-формы дл лить под давлением, кокилей. Цель изобретени - повышение-термостойкости покрыти и снижение затрат. Это обеспечиваетс нанесением алюминиевого пркрыти осаждением из расплава солей. Осаждение ведут с использованием графитовых анодов при плотности тока 0,05-2,5 А/см^, температуре 700-850''С в течение 2-10 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид натри 29-32; хлорид натри 15--18, фторид алюмини остальное. 1 табл.Изобретение относитс к литейному производству, в частности к изготовлению формообразующих деталей, и может найти применение при изготовлении пресс-форм>& дл лить под давлением, кокилей.Одним из способов получени наиболее точных заготовок в машиностроении вл етс литье под давлением. Стойкости формообразующих деталей придают большое значение. Разрушение формообразующих деталей начинаетс с рабочей поверхности, •так как она испытывает циклическое воздействие высоких температур, вли ние деформаций, напр жений и химического взаимодействи с жидким металлом. При эксплуатации на рабочей поверхности формообразующих деталей возникают термическа усталость, необратимое формоизменение и износ, привод щие к выходу их из стро ..Првышать стойкость формообразующих деталей можно за счет правильного вы- .бора материала. Дл этих целей используют дорогосто щие хромовольфрамованадие- зые и хромомолибденоваиадиевые стали, сплавы на основе тугоплавких металлов. Нанесение защитных покрытий на формообра- зующие детали также повышает их стойкость.Известен способ изготовлени формообразующих деталей, предусматривающий изготовление деталей из стали ЗХ2В8Ф и последующее электролитическое хромирование.,К недостаткам способа относитс использование дл изготовлени деталей дорогосто щей стали, необходимость повторной электролитической обработки, так как под действием струи жидкого металла разрушаетс покрытие с рабочей поверхности формообразующих деталей. К недостаткам следует также отнести плохую смачиваемость маслами и смазками, низкую пластичность.c^ёVI о00оJSI^The invention can be used in the manufacture of a mold for casting under pressure, molds. The purpose of the invention is to increase the heat resistance of the coating and reduce costs. This is ensured by the deposition of an aluminum sheet by deposition from a molten salt. Deposition is carried out using graphite anodes at a current density of 0.05-2.5 A / cm ^, a temperature of 700-850 ° C for 2-10 minutes in the following ratio, wt.%: Sodium fluoride 29-32; sodium chloride 15--18, aluminum fluoride else. Table 1 of the invention. The invention relates to foundry, in particular, to the manufacture of molding parts, and can be used in the manufacture of molds > & for die casting, molds. One of the ways to obtain the most accurate blanks in mechanical engineering is injection molding. The stability of the forming parts attach great importance. The destruction of the shaping parts starts from the working surface, as it is subjected to cyclical exposure to high temperatures, the effects of deformations, stresses and chemical interaction with the liquid metal. During operation, thermal fatigue, irreversible shaping and wear occur on the working surface of the forming parts, resulting in their exit from the construction .. Improving the durability of the forming parts can be achieved by proper selection of the material. For these purposes, expensive chrome-and-phravanized and chrome-molybdenum-iadium steels, alloys based on refractory metals are used. The application of protective coatings on the forming parts also increases their durability. A known method for the manufacture of forming parts involves the manufacture of parts from steel ZH2V8F and subsequent electrolytic chrome plating. under the action of a jet of liquid metal, the coating from the working surface of the forming parts is destroyed. The disadvantages include poor wettability with oils and lubricants, low plasticity. C ^ VI о00оJSI ^
Description
Наиболее близким по технической мущности и достигаемому эффекту вл етс способ алитировани в расплаве солей, содержащем , %: NaCI 35; NaF 15; KCI 35; А1Рз 15 при плотности тока 0,3 А/см, температуре 800°С в течение 10-15 мин. В качестве растворимого анода используют металлический алюминий, катодом служит изделие, укрепленное на молибденовой подвеске.The closest in technical matter and the effect achieved is the method of melt salt aluminization, containing,%: NaCI 35; NaF 15; KCI 35; A1Pz 15 at a current density of 0.3 A / cm, a temperature of 800 ° C for 10-15 minutes. Metallic aluminum is used as a soluble anode, the product being mounted on a molybdenum suspension serves as a cathode.
К недостаткам известного способа следует отнести недостаточную толщину алюминиевого покрыти и, вследствие этого, невысокую стойкость алюминированных деталей. Кроме того, алюминий при температуре процесса 800°С находитс в расплавленном состо нии (температура плавлени алюмини 660°С), что конструктивно усложн ет токоподвод к расплавленному аноду.The disadvantages of this method include the insufficient thickness of the aluminum coating and, consequently, the low resistance of aluminized parts. In addition, aluminum at a process temperature of 800 ° C is in the molten state (aluminum melting point is 660 ° C), which constructively complicates the current lead to the molten anode.
Целью изобретени вл етс повышение термостойкости покрыти и снижение затрат.The aim of the invention is to increase the heat resistance of the coating and reduce costs.
Поставленна цель достигаетс тем, что в способе электрохимического алюминировани , преимущественно формообразующих стальных деталей, включающем осаждение покрыти из расплава фторидов натри , алюмини и хлорида натри , осаждение ведут с использованием графитовых анолов при плотности тока 0,05-2,5 А/см, температуре 700-850°С, в течение 210 мин, при следующем соотношении компонентов , мас.%: фторид натри 29-32; хлорид натри 15-18; фторид алю |ини остальное .The goal is achieved by the fact that in the method of electrochemical aluminization, mainly formative steel parts, including the deposition of a coating from a melt of sodium fluoride, aluminum and sodium chloride, precipitation is carried out using graphite anols at a current density of 0.05-2.5 A / cm, temperature 700-850 ° C, for 210 minutes, in the following ratio, wt.%: Sodium fluoride 29-32; sodium chloride 15-18; fluoride al | ini rest.
Способ предназначен преимуществен но дл формообразующих деталей.The method is designed mainly for shaping parts.
Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.
Заготовку изготавливают из р довой стали марок типа 3,40Х, после чего ее подвергают механической обработке дл получени требуемой конфигурации, термообработке и шлифЬвке. Выбор режима термической обработки деталей зависит от конструкции пресс-форм, ее размеров, толщины стенки, материала, примен емого дл изготовлени отливок и других факторов . Чаще всего примен ют закалку с отпуском . Наиесение упрочн ющего покрыти осуществл етс электролитическим алюминированием в расплаве солей. Дл алюминироваии на воздухе берут электролит, содержащий 29-32% NaF, 15-16% NaCI, остальное A1F3. Алюминирование ведут в течение 2-10 мин при плотности тока 0,05-2.5 А/см и температуре 700-850С. Катодом служит формообразующа деталь.The billet is made from a series of steel grades of the type 3.40X, after which it is machined to obtain the desired configuration, heat treatment and grinding. The choice of the mode of heat treatment of parts depends on the design of the molds, its size, wall thickness, material used for the manufacture of castings and other factors. Quenching and tempering are most commonly used. The reinforcement coating is applied by electrolytic aluminization in the molten salt. For aluminiumization in air, an electrolyte is taken, containing 29-32% NaF, 15-16% NaCI, the rest A1F3. Aluminization is carried out for 2-10 minutes at a current density of 0.05-2.5 A / cm and a temperature of 700-850C. The cathode is a shaping part.
а в качестве анодов используют графитовые. электроды.and graphite is used as anodes. electrodes.
Способ был реализован в промышленных услови х. Испытани проведены наThe method was implemented under industrial conditions. Tests conducted on
матрице дл отливки корпуса ДУ-15. Заготовку матрицы, выполненную из стали 40Х, после механической обработки подвергли термической обработке, заключающейс в закалке при 980°С. После термической обработки твердость составила 40-45 HRX. Расплав солей дл электролиза был приготовлен в трехфазной электропечи с графитовыми электродами. После расплавлени компонентов электролита в расплав ввелиdie for casting body DN-15. The die blank made of steel 40X, after machining, was subjected to heat treatment, consisting of quenching at 980 ° C. After heat treatment, the hardness was 40-45 HRX. A molten salt for electrolysis was prepared in a three-phase electric furnace with graphite electrodes. After melting the components of the electrolyte in the melt introduced
алюминий в количестве 100 г и затем в усредненный по составу расплав помещали матрицу, вл ющуюс катодом.aluminum in the amount of 100 g and then the matrix, which is the cathode, was placed into the melt-averaged composition.
Процесс вели при 700-850°С,плотности тока 0,05-2,5 А/см в течение 2,10 и 20 минThe process was conducted at 700-850 ° C, current density of 0.05-2.5 A / cm for 2.10 and 20 min
(см. табл.).(see tab.).
Проведены также опыты по осаждению покрыти из расплава солей известным способом на детали, выполненные из стали 40Х и стали ЗХЗМЗФ. В процессе эксплуатацииExperiments were also carried out on the deposition of a coating from molten salts in a known manner on parts made of 40X steel and ZHZMZF steel. During operation
брак пресс-форм в основном заключаетс в по влении сетки разгара и трещин при литье. Поэтому во всех экспериментальных работах по изучению стойкости пресс-форм практически определ етс не стойкость, аThe failure of molds mainly consists in the appearance of a high-angle mesh and cracks during casting. Therefore, in all the experimental studies on the durability of molds, not durability is practically determined, but
термостойкость. Существующие различные критерии и показатели дл оценки термостойкости материалов неприменимы при расчете термостойкости формообразующих деталей. Поэтому термостойкость алюминированных деталей определ лась экспериментально числом циклов теплосмен до по влени дефекта.heat resistance. The existing various criteria and indicators for estimating the heat resistance of materials are not applicable when calculating the heat resistance of forming parts. Therefore, the heat resistance of aluminized parts was determined experimentally by the number of cycles of heat cycles before the occurrence of a defect.
При высокотемпературном алюминировании , т.е. при температуре выше температуры плавлени алюмини , возрастаетWith high temperature aluminization, i.e. at temperatures above the melting point of aluminum, increases
скорость диффузии атомов алюмини в сплав. Алюминий образует с железом атвердый раствор в широком интервале температур и концентраций. Повышение содержани алюмини ведет к образованию интерметаллических соединений. Прочность покрыти зависит от величины диффузионного сло , микротвердость которого составл ет 644-713 кг/мм . Предлагаемыеdiffusion rate of aluminum atoms in the alloy. Aluminum forms a solid solution with iron over a wide range of temperatures and concentrations. Increasing the aluminum content leads to the formation of intermetallic compounds. The strength of the coating depends on the size of the diffusion layer, the microhardness of which is 644-713 kg / mm. Offered
режимы электролиза обеспечивают получение оптимального по толщине диффузионного сло .electrolysis modes provide optimal thickness of the diffusion layer.
Дл получени покрыти толщиной 0,032-0,5 мм процесс электролиза достаточно вести при 700-850°С. При температуре ниже 700°С электролит имеет высокую в зкость и низкую электропроводимость. Увеличение температуры выше 850°С св зано с большим расходом электроэнергии, а также с выбросом фторидов в окружающую среду.To obtain a coating with a thickness of 0.032-0.5 mm, the electrolysis process is sufficient to lead at 700-850 ° C. At temperatures below 700 ° C, the electrolyte has a high viscosity and low electrical conductivity. An increase in temperature above 850 ° C is associated with high power consumption, as well as with the release of fluoride into the environment.
превышающим допустимые санитарные нормы.exceeding permissible sanitary standards.
Плотность тока 0,05 А/см не позвол ет получить покрытие достаточной толщины и сплошности. При плотности тока выше 2,5 А/см скорость электрохимической реакции разр да ионов выше, чем скорость диффузии ионов в металл, что приводит к снижению толщины диффузионного покрыти .The current density of 0.05 A / cm does not allow to obtain a coating of sufficient thickness and continuity. At a current density above 2.5 A / cm, the rate of the electrochemical reaction of the ion discharge is higher than the rate of diffusion of ions into the metal, which leads to a decrease in the thickness of the diffusion coating.
Врем процесса электролиза определ етс требуемой толщиной упрочн ющего покрыти . Дл получени минимальной толщины покрыти , представл ющего собой диффузионный слой и обеспечивающего повышение термостойкости издели , обработку необходимо вести в течение не менее 2 мин.The time of the electrolysis process is determined by the required thickness of the reinforcement coating. In order to obtain the minimum thickness of the coating, which is a diffusion layer and which ensures an increase in the thermal resistance of the product, the treatment must be carried out for at least 2 minutes.
Оптимальное врем процесса 2-10 мин. /Дальнейшее увеличение продолжительности процесса не сопровождаетс существенным ростом защитного сло и, соответственно, увеличением термостойкости рабочей поверхности издели , кроме того , такое покрытие отличаетс значительной неоднородностью по толщине.The optimal process time is 2-10 min. / A further increase in the duration of the process is not accompanied by a significant increase in the protective layer and, accordingly, an increase in the heat resistance of the working surface of the product, in addition, such a coating is characterized by a considerable heterogeneity in thickness.
Оптимальным составом электролита вл етс : 29-32% NaF, 15-18% NaCI, остальное , А1Рз. Изменение содержани компонентов электролиза влечет за собой повышение в зкости расплава с выпадением кристаллов твердой фазы и снижение электропроводности. Проведенные испытани показали, что нанесение алюминиевого покрыти позвол ет повысить термостойкость матрицы. Матрица из стали 40Х, прошедша обработку электролитическим алюминированием. выдерживает 800012000 запрессовок латуни.The optimal electrolyte composition is: 29-32% NaF, 15-18% NaCI, the rest, A1P3. A change in the content of electrolysis components leads to an increase in the viscosity of the melt with precipitation of solids and a decrease in electrical conductivity. Conducted tests have shown that the application of an aluminum coating makes it possible to increase the heat resistance of the matrix. Steel matrix 40X, electrolytic aluminized. maintains 800012000 pressings of brass.
Термостойкость деталей, выполненных предлагаемым способом, повышаетс в два раза, за счет чего дл получени отливок изделий из латуни на машинах лить под давлением требуетс в два оаза меньше специальной оснастки. Формообразующие детали за счет алюминированного сло глубиной 0,3-0,6 мм можно изготавливать из р довых марок сталей, например 40Х, стоимость которых в п ть раз ниже традиционно используемой стали ЗХЗМЗФ.The heat resistance of parts made by the inventive method is doubled, as a result of which, in order to produce castings of brass on machines, pressure casting requires less than two special tools in two times. Forming parts due to the aluminized layer with a depth of 0.3-0.6 mm can be made from a variety of steel grades, for example 40X, the cost of which is five times lower than the traditionally used steel ZHZMZF.
Формул а и 3 о бретени Formula a and 3 for brea
Способ электрохимического алюминировани , преимущественно формообразующих стальных деталей, включающий осаждение покрыти из расплава фторидов натри , алюмини и хлорида натри , отличающийс тем, что, с целью повышени термостойкости покрыти и снижени затрат , осаждение ведут плотности тока 0,05-2,5 А/см, температуре 700-850°С в течение 2-10 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид натри 29-32: хлорид натри 15-18: фторид алюмини остальное.A method of electrochemical aluminization, predominantly forming steel parts, including the deposition of a coating from molten sodium fluoride, aluminum and sodium chloride, characterized in that, in order to increase the heat resistance of the coating and reduce costs, the deposition leads to current densities of 0.05-2.5 A / cm , temperature 700-850 ° C for 2-10 minutes with the following ratio of components, wt.%: sodium fluoride 29-32: sodium chloride 15-18: aluminum fluoride the rest.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894741097A SU1708941A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for electrochemical aluminizing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894741097A SU1708941A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for electrochemical aluminizing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1708941A1 true SU1708941A1 (en) | 1992-01-30 |
Family
ID=21471540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894741097A SU1708941A1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for electrochemical aluminizing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1708941A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603744C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Method of electrolytic aluminising articles made of low-carbon steel |
-
1989
- 1989-08-15 SU SU894741097A patent/SU1708941A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Горюнов И.И. Пресс-форг^ы дл лить под давлением. Л.: Машиностроение, 1973. с. 232-233.Авторское свидетельство СССР № 549266, кл. С 25 D 3/66. 1975. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603744C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Method of electrolytic aluminising articles made of low-carbon steel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2222898B1 (en) | Method for boriding of coatings using high speed electrolytic process | |
EP0252479B1 (en) | Method for surface treatment and treating material therefor | |
US3680626A (en) | Corrosion-resistant surface coating for use in the casting of aluminum and aluminum alloys | |
US3167403A (en) | Base materials coated with an alloy of aluminum and manganese | |
SU1708941A1 (en) | Method for electrochemical aluminizing | |
US3975245A (en) | Electrolyte for electrochemical machining of nickel base superalloys | |
US3930060A (en) | Method for forming a carbide layer of a V-a group element of the periodic table on the surface of an iron, ferrous alloy or cemented carbide article | |
US3060115A (en) | Carbon anode | |
CA1191816A (en) | Cathode of aluminide of groups iv a, va, or vi a for producing aluminum | |
RU2621207C1 (en) | Method for producing aluminium-based alloy and device for its implementation | |
EP0045017B1 (en) | Process for surface treatment of stainless steel sheet | |
US3870618A (en) | Chromium plating method | |
US4536224A (en) | Salt bath for the currentless production of wear resistant boride layers | |
JPS61157699A (en) | Nickel anode material for electroplating | |
US3503857A (en) | Method for producing magnesium ferrosilicon | |
HU202291B (en) | Process for producing coating-slayers based on cromine | |
US6159355A (en) | Process for the electrolytic production of cyanide in nitrocarburizing melts | |
SU1020458A1 (en) | Electrolyte for producing pure chromium | |
US2850443A (en) | Method of treating alloys | |
SU908963A1 (en) | Process for producing aluminium-boron ligature in aluminium electrolyzer | |
US1908300A (en) | Method of removing hard spots from aluminum-silicon alloys | |
RU2164556C2 (en) | Method for protecting graphite lining of aluminium cell | |
RU2023736C1 (en) | Method of master alloy aluminium-titanium-boron producing | |
SU1763518A1 (en) | Method for electrolysis borating of steel articles | |
JPH0754188A (en) | Production of aluminum-chromium alloy plated steel sheet |