ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Горячий способ из "Металлические противокоррозионные покрытия " Металл для покрытия нагревается до расплавленного состояния, а основной материал погружается в ванну с расплавленным металлом (как в процессе горячего погружения) либо расплавленный металл стекает или как-нибудь иначе поступает на поверхность изделия (как в процессах пайки). [c.68] Для того чтобы покрывающий металл полностью распространялся на поверхности и между покрытием и основным металлом было равномерное соединение, необходимо удалить окисную пленку. Тогда расплавленное металлическое покрытие полностью закроет основной слой это достигается с помощью флюса. Флюс при плавлении растворяет любую окись на поверхности основного материала, очищая таким образом поверхность, которая смачивается расплавленным металлическим покрытием. Остатки окислов в расплавленном металле, находящемся в ванне, также поглощаются. В этих условиях может происходить полное покрытие основного металла. [c.68] Горячий метод нанесения расплавленного металла приемлем только для материалов, точка плавления которых значительно выше точки плавления металлического покрытия. Необходимо учесть, что во время обработки основной металл подвергается отжигу. В случае пайки (где в некоторой степени может быть локализована передача тепла в процессе нанесения покрытия) отжига можно избежать, но тем не менее возможность его возникновения следует всегда учитывать при нанесении на изделие покрытия горячим методом. Детали, имеющие тонкое се-ч-ение или профиль переменной толщины, а также сборочные узлы, особенно в местах концентрации напряжения, за счет неравномерного прогрева подвержены деформации. Такая тепловая деформация в отливках переменной толщины в предельных случаях может привести к появлению трещин. Целесообразнее наносить покрытие на отдельные элементы, а не на всю конструкцию в сборе. [c.69] При нанесении покрытия погружением в расплавленный металл следует избегать острых углов на поверхности изделия, а углубления должны иметь большой диаметр. Требуется выдерживать допуски на толщину покрытия путем создания соответствующего зазора для движущихся и сопряженных деталей. Необходимо обеспечить возможность свободного стекания расплавленного металла из углублений и отверстий после выгружения изделия из ванны, предусмотрев отверстие для стока. Следует избегать слепых отверстий, не имеющих сквозного выхода, а также отверстий и углублений малого диаметра, так как они могут быть залиты затвердевшим металлом. Пустоты должны быть как следует заделаны, поскольку расширение содержащегося в них воздуха приведет к растрескиванию материала. [c.70] В чистом виде металлические покрытия, наносимые горячим методом, всегда мягче основных металлов, на которые они наносятся. [c.70] По этой причине данный метод нанесения покрытия редко используется в тех случаях, когда требуется обеспечить сопротивление износу. При образовании сплавов мягких покрытий с основными металлами увеличивается их твердость и уменьшается текучесть. Слои интерметаллидов также часто оказывают иное сопротивление действию коррозии, чем чистые металлы. [c.70] Последовательность обработки методом погружения в расплавленный металл показана на рис. 3.1. Ниже подробно рассмотрены процессы подготовки и нанесения покрытий методом погружения в расплавленный металл. [c.70] Вначале сталь для горячего цинкования погружают в раствор соляной кислоты, чтобы снять всю ржавчину и окалину и сделать поверхность несколько шероховатой. Травильная кислота обычно содержит органические ингибиторы, которые предотвращают излишнее воздействие коррозии на чистую сталь при восстановительном растворении окисных пленок и окалины. Отливки предварительно подвергают дробеструйной очистке. Флюсование металла хлористым алюминием после травления осуществляют перед погружением в расплав цинка либо непосредственно при погружении путем пропускания через расплавленный флюс, находящийся на поверхности цинковой ванны (в некоторых случаях используют оба метода). [c.70] Добавление небольшого количества алюминия (0,1—0,2%) в цинковый расплав в ванне существенно уменьшает интенсивность образования сплава и улучшает пластичность покрытия. [c.71] Несмотря на то что слой сплава цинка с железом, полученный во время горячего цинкования, является более хрупким, чем слой чистого цинкового покрытия, сплав имеет меньшую склонность к коррозии, чем чистый металл. Этим преимуществом можно воспользоваться для улучшения эксплуатационных качеств при последующем диффузионном отжиге в результате диффузионного взаимодействия твердого железа и жидкого цинка толщина слоя железоцинковых интерметаллических фаз увеличивается до тех пор, пока все покрытие не будет преобразовано в сплав. [c.72] Массу покрытий, образуемых горячим цинкованием, обычно определяют на единицу площади, т. е. учитывается покрытие по обеим сторонам основного слоя. Масса покрытий находится в пределах 20—50 г на 1 м , что соответствует толщине 10—30 мкм. В коррозионной среде анодное действие цинка по отно-щению к слоям сплава цинка с железом не является существенным, но вместе они оказывают значительное анодное действие по отнощениго к основному слою стали. По этим причинам покрытие более подвержено коррозионному воздействию, чем основной металл, и обеспечивает анодную защиту любого участка, который может быть обнажен в результате нарушения сплошности покрытия (см. гл. 1). Коррозии основного слоя стали не возникает в течение двух лет в сильно загрязненных промышленных районах и 50 лет в сельских местностях с мягким климатом. [c.72] Существует множество причин, вследствие которых срок службы покрытий в разной среде значительно различается, но наибольшее влияние оказывает, вероятно, природа продуктов коррозии цинка. В атмосфере промышленных объектов, загрязненной сернистыми соединениями, образуются сульфаты цинка. [c.72] Они растворяются и удаляются с поверхности дождем, приводя к дальнейшей свободной коррозии цинка. В атмосфере сельской местности и морских условиях основными продуктами коррозии являются карбонаты и хлориды. Эти соли менее растворимы, чем сульфаты это и обусловливает некоторое снижение скорости коррозии. Образование слаборастворимых гидрокарбонатов и хлоридов свидетельствует об ограниченной степени разрушения анодного цинкового покрытия, что позволяет продлить срок службы стали, обработанной горячим цинкованием, в тех случаях, когда на нее воздействуют природные воды. [c.72] Как и при горячем цинковании, сталь подвергается травлению, предварительному флюсованию, а затем погружается в ванну с расплавленным алюминием, во время реакции с которым образуются слои сплавов алюминия с железом, а при удалении из ванны — покрытие из чистого алюминия. Однако этот процесс является более сложным по сравнению с горячим цинкованием из-за двух основных факторов более высокой точки плавления алюминия и большей скорости образования окиси алюминия. Для получения достаточной текучести расплавленного алюминия рабочая температура должна поддерживаться на уровне выше 700° С. Мгновенная реакция между железом и алюминием при этой температуре приводит к образованию хрупкого интерметаллида. Окись алюминия, покрывая поверхность стали, погруженной в ванну, мешает образованию металлического покрытия. Прожилки окиси алюминия могут загрязнять поверхность покрытия при удалении изделия из ванны. [c.73] По этим причинам необходимо использовать флюсование расплавленным фторидом при рабочей температуре, равной температуре ванны горячего алюминирования. Во избежание попадания воздуха слой расплавленного флюса должен покрывать ванну горячего алюминирования, а сталь после флюсования должна непосредственно поступать в ванну, чтобы исключить возможность воздействия на нее воздуха. [c.73] При погружении стали в расплавленный алюминий образуется большое количество промежуточных соединений алюминия и железа с переменным составом. Рост слоя этих соединений происходит интенсивнее и непрерывнее, чем при горячем цинковании. Промежуточные соединения более твердые и менее вязкие по сравнению с чистым алюминием. В связи с этим чрезмерное легирование может привести к нарушению покрытия. Снижение легирования в процессе алюминирования происходит при добавлении 3—7% кремния в алюминий это замедляет скорость образования интерметаллидов и, следовательно, снижает толщину их слоя, улучшая его однородность, и уменьшает твердость. [c.73] Потенциалы железа и алюминия, контактирующих в электролите, различаются несущественно и могут изменяться при образовании пленок на их поверхностях. В связи с этим анодная защита стали алюминием незначительна, а в некоторых случаях сталь даже первоначально служит анодом по отношению к алюминию и, таким образом, сама подвергается коррозии. По этим причинам большая несплошность алюминиевых покрытий не может быть допущена во избежание появления ржавчины на основном слое стали. Однако следует отметить, что ржавления стали в мельчайших несплошностях покрытия или на срезанных кромках алюминированной стали почти не происходит (вероятно, из-за прекращения анодной реакции под действием поверхностных продуктов коррозии). [c.74] Важная особенность покрытий алюминием — высокая степень сопротивляемости коррозии с увеличением температуры, что позволяет эффективно использовать их в установках с выходящими газами. Причиной этого превосходного качества является превращение чистого алюминиевого покрытия под действием температуры в плотную, вязкую, инертную пленку окиси алюминия. [c.74] Горячее лужение напоминает горячее цинкование и алюминиро-вание с обработкой травлением в кислоте и введением хлорид-ного флюса в расплавленный металл. Рабочая температура для ванны расплавленного олова составляет 300° С. Обработанное изделие выводится из ванны с расплавленным оловом через жировую ванну для нанесения слоя пальмового масла достаточной толщины. Если не производится контролируемой закалки , благодаря которой температура изделия в конце процесса составляет 240° С, то может произойти окисление оловянного покрытия. [c.74] Хотя олово легко сплавляется с железом, интерметаллид во время горячего лужения наращивается медленно и тонким слоем, примыкающим к стали. Состав образующегося сплава простой из-за очень низкой растворимости железа в олове. [c.74] Вернуться к основной статье