Способ горячего цинкования

. Сеез СоветсиикСоциалистическиреспублик ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 986962(22) Заявлено 30,01,81 (21). 321151 Ц/22-02с присоелинением заявки РЙва делам зееретекй и етерытийДата. опубликования описания 07.01.83 Н.Г,Игющенко, А,И,Анфиногенов, 6.Л.ЗаЬапин, Аф;.Плотйико а,Я,Б,Чернов и Б,П.СтарцевИнститут электрохимии Уральского научен т а "АН СССР,(72) Авторы изобретения(5 Й) СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ 1Изобретение относится к химииотермической обработке и может бытьиспользовано при изготовлении коррозионностойких композиционных материалов в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.Известен способ цинкования в среде порошкообраэного цинка при 370 оИО С. Стальные детали упаковываютв железные ящики, засыпают порошкомцинка с песком. Ящики закрывают крышками, замазывают глиной и помещают в разогретую печь1 .Недостатками известного способа явт)яются его периодичность а такжезагрязненность атмосферы при загрузке и разгрузке ящиков.Известен способ электролизного цинкования в солевом расплаве на основе хлоридов щелочных и щелочно- земельных металлов и хлорида цинка при 600-800 С2. Недостатками данного способа являются необходимость специального оборудования для электролиза, что удорожает и усложняет процесс, ухудшение условий труда за счет испарения солей при высоких температурах цинкования (600-800 ОС), которые загрязняют атмосферу цеха и окружающую среду.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату.является способ жидкостного цинкования в расплавленном цинке при Й 50-Й 80 С 1.3 1.т 5 Технология включает операции подготовки поверхности изделий и сам процесс цинкования. При подготовке поверхности удаляют с нее жаровые и другие загрязнения, окалину, ржавчину, наносят слой Флюса. Жировые и другие загрязнения удаляют с поверхности химической или электрохими" ческой обработкой в щелочных раст986962 3ворах, а также путем отжига. Послеобезжиривания и промывки изделия травят в водных растворах серной илисоляной кислоты или их смесей с ингибиторами для удаления окалины илиржавчины Травленные изделия промывают в воде для удаления с их поверхности остатков травильного раствораи солей железа, а иногда производятдекапирование погружением на 3-5 мин 16в водный раствор соляной кислоты.Для окончательного удаления солей и окислов металлов с поверхности, для улучшения смачивания еерасправленным цинком изделия подвергают флюсованию чаще всего в смесирасплавленного хлористого аммонияи хлористого цинка.После подготовителыиых операцийизделия погружают в расплав цинка,выдерживают в немопределенное время, извлекают из расправа и охлаждают.При получении композиционного материала этим способом на поверхности 2низделий образуется плакировка, состоящая из четырех фаз: Г"фаза (Ее 2 п.);(-Фаза (Ее 2 п); -Фаза (ЕеЛп 1) и внешний слой - чистый цинк (-фаза), Таккак скорость разрушения покрытий, позелученных в расплаве цинка, в 2,03,8 раза выше, чем этих покрыфгий,подвергнутых термической обработке,поэтому оцинкованные изделия подвергаются диффузионному отжигу при 500550 С. При этом на поверхности образуетсв вместо иистого цинка 1-фаза,или(-фаза,Недостатками известного способа являются образование на поверхности, фэ слоя чистого цинка с, наплывами, избыток цинка требуется удалять различными способами (для получения на поверхности изделий-фазы или д -Фазы и повышения коррозионной стойкостиэти изделия необходимо дополнительно отжигать, а это удорожает и усложняет процесс); малая стойкость тиглей в расплавленном цинке, что удорожает процесс. В процессе цинкова- В ния стенки ванны взаимодействуют с расплавленным цинком, в результате чего происходит их эначитель, ое разьедание и в конечном итоге, ванна выходит из строя. При содержании З 5 0,154 кремния в составе материала ванна может выйти иэ строя в течениеф нескольких недель даже при 430-450 С. аКроме того, сложные операцииодготовки поверхности иэделий передцинкованием и необходимость дополнительного оборудования для этого(печи для отжига изделий, печи длясушки их после флюсования)усложняюти удорожают процесс.Цепь изобретения - удешевление иупрощение получения цинкового покрытия.Цель достигается тем, что согласно способу горячего цинкования, включающему флюсование в солевом расплаве галогенидов щелочных металлов ихлорида цинка и последующее нанесение цинкового покрытия, Флюсованиеи нанесение цинкового покрытия осуществляют одновременно при 300-400 Св указанном солевом расплаве, дополнительно содержащем порошок цинка.При этом флюсование и нанесениецинкового покрытия осуществляют в солевом расплаве, содержащем галогенидыщелочных металлов, хлорид цинка и порошок цинка при следующем соотношении компонентов, вес,4:Хлорид цинка 10-63Порошок цинка 10-50Галогениды щелочныхметаллов ОстальноеЕсли брать хлористого цинка мень-.ше 10 и больше 634, то солевая фазанаходится в твердом состоянии, Еслибрать порошок цинка менее 103 з образуются слои малой толщины, если больше 504, солевой расплав становитсяочень вязким и кроющая способностьего низкая,Процесс ведут в атмосфере воздухав ванне с перемешиванием или без перемешивания расплава,Температура химико-термической об"работки 300-400 фС, т.е. выше температуры плавления соответствующей солевой смеси и ниже температуры плавления цинка, Время цинкования 1-5 ч,При обработке стальных иэделий впредлагаемом расплаве на деталях образуется без дополнительных операцийхорошо сцепленный композиционный ма"териал, состоящий из внешнего слояЕе 2 Ъ среднего слоя Еегп 7 и слояфпримйкающего к основе, Ее 2 п.П р и м е р 1. В железном тигленаплавляют расплав следующего состава, вес.Ф: хлористый калий 2,хлористый цинк 63, порошок цинка 10.При 350 ОС в расплав опускают образециз стали 25 и за 5 ч получают покры986962 6вамием и специальная операция диффу-зионного отжига композиционного маа. териала; удешевить процесс получения материала эа счет того, что неЭ требуется дополнительное оборудование для подготовки поверхности передцинкованием и печей для диффуэионно"го отжига, а также за счет повышения стойкости тиглей ванны цинкования. формула изобретения ЭО Составитель Р.КлыковаРедактор И.Дылын Техред. М,Гергель . Корректор А.Гриценко акаэ О 1 Тираж 95 одписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб д . 4/5 атент , г. жгород. ул, Проектная,филиал 5тие толщиной 20 мкм состоящее изФаз: Ее 2 п, Ее 2 п , Ее 2 пЭ,П р и м е р 2, В железном тигле нплавляют расплав следующего состава,вес.Ф: хлористый калий 15, хлористый цинк 35, порошок цинка 50, При350 С в расплав опускают образцы изстали 35 и за 1 ч получают покрытиетолщиной 15 мкм, состоящее из фаз:Ее 2 п, Ее 2 п , Ее 2 п. Толщина фазыЕе 2 о в 2 раза превышает фазы болеебеднйе по цинку.П р и м е р 3. В железном тигленаплавляют расплав следующего состава, вес.: хлористый калий 20,фтористый натрий 2, хлористый цинк41, порошок цинка 37. При 300 оС врасплав опускают образцы из стали35 и за 5 ч получают покрытие толщиной 30 мкм, состоящее из фаз: Ее 2 п , 20Ее 2 п ; Ее 2 пЗ,П р и м е р 4, В железном тигленаялавляют расплав следующего состава, вес.Ф: хлористый калий 30, хлористый литий 25, хлористый цинк 10, 2 Эпорошок цинка 35. При 4000 в расплав опускают образцы из стали60 С 2 А и за 3 ч получают покрытиетолщиной 40 мкм, состоящее из фаз:Ее 2 п, Ее 2 п, Ее 2 п,Процесс не требует специальнойподготовки поверхности изделии передполучением композиционного материала, так как очистка ее происходитв самой ванне цинкования,ЭЭСтойкость тигля повышается в несколько десятков раз как за счетснижения температуры процесса до 300400 вС, так и за счет уменьшения агрессивности расплава (металлический цинк при этих температурахнаходится в твердом состоянии и непроисходит его взаимодействие с ма-,териалом тигля),Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения композиционного материалана основе цинка за счет того, что нетребуется дополнительная операцияподготовки поверхности перед цинко- е Способ горячего цинкования, включающий флюсование в солевом расплаве галогенидов щелочных металлов и хлорида цинка и последующее нанесение цинкового покрытия, о т.л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют одновременно при 300-400 С в указанном солевом расплаве, дополнительно содержащем порошок цинка.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что флюсование и нанесение цинкового покрытия осуществляют в солевом расплаве, содержащем галогениды щелочных металлов, хлорид цинка и порошок цинка при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:Хлорид цинка 10-63Порошок цинка 10-50Галогениды щелочныхметаллов Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Иинкевич А,Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. И., "Машиностроение", 1965, с. 248- 249.2, Авторское свидетельство СССР 11 213511, кл, С 23 С 1/02, 1966.3, Проскурин Е.В. и др. Диффузи-. онные цинковые покрытия. И., "Иеталлургия", 1972, с. 71-129.