ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эмалировочные свойства алюминия и его сплавов из "Металл для эмалирования Издание 2 " Алюминий для эмалирования начали применять сравнительно недавно, но эта отрасль эмалировочной промышленности быстро развивается. При соответствующем подборе эмали и технологии ее нанесения [4, 18, 154, с. 88—96 5, с. 143—152] получаются ценные свойства алюминия при малой толщине слоя эмали и высокой прочности сцепления эмалированный, по сравнению с чистым алюминием, приобретает повышенные механические свойства в результате поверхностной твердости эмалевого покрытия. Такой алюминий можно изгибать, разрезать, не повреждая покрытие. Эмалированные детали не вызывают трудностей при монтажных работах, в эксплуатации и используются в различных областях химической техники, строительстве, на транспорте. [c.173] Высокие качества эмалевого покрытия на алюминии достигаются благодаря тому, что этот металл удовлетворяет почти всем требованиям, предъявляемым к металлам для эмалирования. Алюминий мягкий (НВ 20—25), очень пластичный металл (б = 40%) с низким значением предела текучести (сг .г = 3 кгс/мм ) и сравнительно малой величиной модуля упругости (7190 кгс/мм ), слабой способностью к наклепу из-за низкой температуры рекристаллизации (100—150° С), обладает высокой теплопроводностью (в три раза больше железа). Эти качества алюминия благоприятны для получения эмалевого покрытия без напряжений, при соответствующем подборе к. т. р. эмали и алюминия. [c.173] Эмалированию поддается обычный технический алюминий, содержащий до 2% примесей (марки АО-АЗ по ГОСТ 11069—64), а также некоторые сплавы на основе алюминия, как например АМц, сплавы с кремнием до 5% и др. при этом не допускается высокое содержание меди, цинка, марганца и магния [4, 18]. [c.173] Эмали первых двух видов обжигают при 530—580° С (бессвинцовые эмали более тугоплавки), а фосфатные — при 380—400° С. Продолжительность обжига, включая и нагрев изделия, составляет 5—15 мин. При нанесении свинцовых эмалей специальный грунт не требуется, так как РЬО является активатором сцепления. В бессвинцовые эмали, используемые в качестве грунта, вводят в качестве активаторов сцепления окислы сурьмы, меди, молибдена, олова и др. [c.174] Коэффициент термического расширения алюминия также вероятно, как и стали, с увеличением размера зерна увеличивается, хотя для алюминия это еще недостаточно исследовано. Согласно данным [5, с. 143—149], к. т. р. алюминия марки А1 при нагревании выше 200° С резко уменьшается. Очевидно, такое резкое снижение к. т. р. алюминия при 200° С не связано с размером его зерна, так как оно не может уменьшаться при нагреве до более высокой температуры. Скачкообразное изменение к. т. р. алюминия марки А1, по-видимому, связано с увеличением объема, вызванного дисперсионным твердением металла в результате имеющихся в нем примесей, а максимальный эффект твердения и изменения объема происходит при 180°С. [c.175] Этот процесс можно проследить на сплаве Д-16 (рис. 88). Наибольшее увеличение длины образца наблюдается при 150° С. Опыты показали,что процесс распада твердого раствора при этой температуре происходит в течение 15 мин и сопровождается увеличением к. т. р. на 36%. [c.175] Для практики эмалирования алюминия и его сплавов представляют интерес, по-видимому, данные объемных изменений к. т. р. при непрерывном нагревании сплавов, находящихся в различном исходном состоянии, например после закалки и отжига. [c.175] При непрерывном медленном (3 град/мин) нагреве закаленный образец имеет более высокое значение к. т. р. при 150° С, чем отожженный. Следовательно, к. т. р. изменяется под влиянием объемных изменений, вызываемых процессами старения при сравнительно низких температурах — обычно в интервале 120—180°, хотя при этом может также влиять величина зерна сплава. [c.175] Явление старения в той или иной степени присуще всем сплавам алюминия и связано с изменением растворимости примесей в алюминии от температуры. Процесс старения у разных сплавов протекает с неодинаковой интенсивностью и с различным объемным эффектом при одних и тех же температурных условиях. [c.176] В табл. 43 приводятся пределы растворимости некоторых элементов в алюминии. Следует отметить, что наиболее резкое изменение растворимости этих элементов в алюминии наблюдается при 300— 350° С. Поэтому при быстром охлаждении от 350° С сплавы приобретают структуру пересыщенного твердого раствора и при последующем вылеживании на воздухе или небольшом подогреве в них происходит старение и соответствующие изменения свойств. [c.176] Из приведенных данных видно, что к, т. р. отожженного сплава при всех температурах испытания выше по сравнению с исходным состоянием и особенно при 100° С. Это свидетельствует о том, что в процессе медленного нагрева (3 град/мин) в сплаве происходят процессы превращения в твердом растворе, связанные с изменением его объема. [c.176] Влияние кратности нагрева на к. т. р. технического алюминия марки А1 показано на рис. 89, по данным автора. Видно, что кривые этой зависимости проходят через максимум при всех циклах испытания. Наиболее заметное изменение к. т. р. наблюдается для интервалов температур 20—50 ) и 20—100° С (2). [c.177] Увеличение размера зерна алюминия после предварительного отжига (500° С, 5 ч) оказывает меньшее воздействие на к. т. р. алюминия, чем повторные испытания металла в исходном состоянии, как следует из рис. 90. Это свидетельствует о том, что происходят изменения, связанные с повторным нагревом и охлаждением, т. е. наблюдаются процессы старения и возврата в результате растворенных в алюминии примесей кремния, железа, магния, меди и др. [c.177] Процессы старения происходят также в литейных сплавах на основе алюминия, благодаря чему удается повышать прочность этих сплавов и улучшать их эксплуатационные характеристики. Однако при этом возникают значительные объемные изменения и деформация сплава. [c.177] Для уменьшения напряжений при термической обработке таких сплавов применяют особые режимы, например изотермическую закалку, совмещенную со старением. [c.177] При такой термической обработке происходящие в сплаве явления старения вызывают меньшие объемные изменения. Однако проблема эмалирования стареющих алюминиевых сплавов еще далеко не решена. [c.177] Таким образом, дисперсионное твердение, происходящее в сплавах на основе алюминия, заметно изменяет физические свойства сплавов и может оказывать значительное влияние на формирование и устойчивость эмалевого покрытия. Тем не менее получение прочных и коррозионностойких сплавов алюминия при помощи соответствующей термической обработки и эмалирования имеет большое народнохозяйственное значение. Это особенно относится к дюралюминию, а также и другим сплавам, в том числе и литейным, которые в процессе старения упрочняются в значительной мере и теряют коррозионную устойчивость. Поэтому для ответственных изделий используют дюралюминий, плакированный чистыми сортами алюминия. Химическая стойкость его может быть еще больше повышена эмалированием. [c.178] Эмалированный дюралюминий легкий, прочный и коррозионностойкий конструкционный материал. [c.178] Вернуться к основной статье