Способ подготовки стали под горячее цинкование

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВ ГОРЯЧЕЕ ЦИНКОВАНИЕ (57) Сущность изобретени ет контактное меднение и торсе осуществляют в растворе, содержащем, г/ 500-700, хлористую медь аммоний 80-120. 2 табл. ТАЛИ ПОД: способ вкл флюсовани дном и то :хлористый 0 - 20; хлори юча, ком же цинк стый овательскийостива, Р,И,Кириовательскийости4794,Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к металлическим покрытиям, и может быть использовано при подготовке поверхности стали к горячему цинкованию.Известен способ нанесения диффузионного промежуточного и цинккобальтового слоя перед цинкованием, Применение таких двухслойных покрытий по данным авторов позволило снизить их толщину при сохранении коррозионной стойкости.Известен способ предварительного нанесения никеля перед горячим цинкованием. Отмечено, что предварительное никелирование улучшает адгезионную прочность цинковых покрытий.Известна технология электролитического цинкования по предварительно омедненной поверхности. Предварительное меднение ведется электролитически из раствора состава, г/л:СцЯ 04 5 Н 20 5 К 4 Р 207 3 Н 20 350 Н 2 С 204 5 Такая технология позволила в 1,6 раза увеличить коррозионную стойкость электролитического цинкового покрытия. Недостатком способа является сложность его применения при горячем цинковании, из-за несовместимости раствора меднения и флюсования: в случае попадания раствора меднения в ванну флюса последний перестает выполнять свои функции,Известен /4/ разработанный в ГДР способ горячего цинкования, который состоит из предварительной подготовки поверхности изделий (обезжиривание, травление в водном растворе НС 1, промывка) нанесения тонкого слоя меди методом погружения в водный подкисленный НС раствор хлорида меди, промывки водой, нанесения слоя флюса, не реагирующего с медью методом погружения в водный 10%-ный раствор смеси солей, содержащей 5 - 15 % МаС 1-5 - 15 % НС и 70 - 90% ЕпС 2.Горячее цинкование проводят при 720 - 750 К погружением в расплав Еп, содержаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРщий 0,2 - 2 А (выдержка 0,5 - 15 мин), Данный способ взят за прототип,Недостатком прототипа является егомногооперациойность и как следствие, дополнительный расход серной кислоты и промывных вод. Целью изобретения являетсяупрощение процесса.Поставленная цель достигается тем, чтооперацию меднения и флюсования осуществляют в одном и том же растворе состава,г/л;ЕпСг 500-700.МН 4 С 80 - 120СоСг 10 - 20НгО Остальное. Заявляемое техническое решение может быть проиллюстрировано следующимпримером конкретного осуществления. Образцы стали 08 КП размером 50 Х 20 Х 2 ммцинковали горячим способом, подготавливая поверхность по вариантам (табл,1), Накаждый вариант использовали по 3 образца,Все образцы предварительно обезжиривали, травили, промывали и затем меднили ифлюсовали по способу, принятому за прототип (с использованием отдельных растворов меднения и флюсования) и попредлагаемому способу одновременногомеднения и флюсования. Омедненные иофлюсованные образцы сушили при температуре 150 С и погружали в цинковый расплав на 30 с, Температуру расплаваподдерживали 470+.2 С,Об эффективности предлагаемого способа судили по качеству и толщине медногои цинкового покрытий, их коррозионнойстойкости и расходу цинка (кг/т), расходусоляной кислоты (кг/т).1. Качество покрытий оценивали визуально. Критерии оценки - гладкость, блеск,адгезионная прочность, цвет.2. Толщину покрытий определяли металлографическим методом по ГОСТ 9.302 -79, путем изготовления шлифов и замерапокрытия на поперечном срезе при 500 кратном увеличении. На каждом шлифе проводили 3 измерения и учитывалисреднеарифметическое значение.3. Адгезию определяли по ГОСТ 9,302 -88 - методом изгиба, по которому образец спокрытием изгибали с помощью плоскогубцев под углом 90 в одну сторону, затем вдругую до излома на месте излома не должно быть отслаивания покрытия,4, Коррозионную стойкость покрытийопределяли капельным методом по ГОСТ9.302 - 79. Метод основан на растворениипокрытия раствором до появления основного металла. Для растворения медного покрытия использовали раствор азотнокислого серебра, цинкового - смесь йод и йодистого калия, Капельный метод осуществлялиследующим образом. На поверхность нано 5 сили из капельницы одну каплю раствора ивыдерживали его на поверхности 60 с. Затем раствор удаляли насухо фильтровальной бумагой, после чего на тоже местонаносили следующую каплю и так повторя 10 ли до полного растворения покрытия. Коррозионную стойкость оценивали общимвременем растворения.5. Расход соляной кислоты при меднении на единицу площади образцов (кг/м )15 подсчитывали по результатам хим,анализараствора меднения на содержание НС до ипосле обработки образцов,6, Расход цинка при цинковании рассчитывали как сумму расходов на покрытие и в20 гартцинк (по результатам хим.анализа цинкового расплава на железо).Результаты сравнительных испытанийпредставлены в табл,1 - 2, из которых следует:25 1, При обработке образцов по предлагаемому способу (Вариант 1 - 4, 6 - 8, 11 - 13)получено коррозионно-стойкое, сплошное,гладкое, блестящее цинковое покрытие,аналогичное качеству покрытия, полученно 30 му по прототипу,2. Медный подслой по предлагаемомуспособу(Вариант 1 - 4, 6-8, 11 - 13) имеет толщину 0,190 - 0,228 мкм, Коррозионная стойкость соответствует 120 - 130 с, т.е, не ниже,35 чем по прототипу.3. Расход соляной кислоты при меднении по предлагаемому способу отсутствует.Экономия составляет 0,042 кг/м омедненной поверхности.40 4. Расход цинка по предлагаемому способу (Вариант 1 - 4, 6-8, 11-13) при одинаковой толщине цинковых покрытий спрототипом ниже на 0,3 - 1,7 кг/тонну, засчет снижения потерь в гартцинк.45 5, Увеличение или снижение концентраций раствора, температуры меднения и времени выдержки (Вариант 1, 5, 6, 9, 10, 13)ухудшают качество меднения и как следствие, качество цинкования; появляется ше 50 роховатость поверхности. УвеличениеконцентраЦий ведет к получению мажущихмедных покрытий, уменьшение - к налипанию неомедненных участков, что влечет засобой шероховатость цинкового покрытия55 и повышенный расход цинка соответственно.Таким образом, предлагаемый способподготовки поверхности металла под горячее цинкование позволяет получить качественное коррозионностойкое цинковое1787169 Формула изобретения Таблица 1 Составы растворов и режимы обработки по предлагаемому способу и прототипу Режимы медненияПоследухтщие операции передликованием Варианты обра- ботки ров, г/л водаТС С СОС сование в составе, г/л промывка, ТЯС ЕОС 11 Г 1 НсС 1" 500-70070-100 600 495 5 ОО б 00 700 710 700 700 700 7 ОО 90 б 5 рототи сот сот сот ест 10 15 20 22 го го го га го 20 20 го 2 3 4 5 1,5 1,5 1.5 0,5 1,0 12 13 00700 ьтат ы савнитвльных испытаний подготовки стали по го ячТаблица 2д рячее цинкование по предлагаемому способу и прототипуКачество медного по я ариа нты к ыти Качество цинкового поко Расход НС при меднеРасход цин.кв лри цин.ковании.кг/т лщи мкм ксррозисндя стойкость, с130 нешни оррозион.нвя стойость,мин ешний ви нии образцоа, кг/м 0.042 85 рототи скрытие сплошное,блестящее скрытие сплошное,блестящее Тоже.240 О 093 0,192 0-70 крытие оплошно ное крытие сплошно шуйчатсе, блестя То же12 123 коытие ыхло 0-70 58,0 Соста Техре ль Л. ИоноМорге нтал ончако рректор едакт улаков каз 268 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ри ГКНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 покрытие по упрощенной схеме, исключить расход соляной кислоты на 0,037 - 0,042 кгlм на меднение и воды на промывку (за счет ее исключения), уменьшить потери цинка в отходы на 0,3 - 1,7 кг/т металла,Способ подготовки стали под горячее цинкование, включающий контактное меднение и флюсование с использованием растворов, содержащих хлориды меди и цинка,100 75 80 1 ОО 120 130 120 120 120 120 120 120 120 120 Сплошное красное по. крытие, адгезня хоро. шая Несплошное, красное покрытие, пятнами Сплошное розовое плот. нее Сплошное розовое плот. ное Адгезия хорошая То же Покрытие несплошное Сплошное розовое плотное Сплошное крагнсе том ное Сплошное,крзсное сокр. Вчешнии сгсй мажется Несплошное красное сокр. Сплошное тонкое темное Покрытие равномерноеПредлагаемый способ будет внедрен наВорошиловградском трубном заводе им,Якубовского, Ожидаемый экономический эффект от сокращения расхода серной 5 кислоты и затрат на ее регенерацию составляет 50 - 100 тыс. руб, в год,10 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса, меднение и флюсование осуществляют в одном и том же растворе, содержащем, г/л: хлористый цинк - 500 - 700; хлористую медь - 10 - 20; хлори стый аммоний - 80 - 120,