RU2180018C1 - Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования - Google Patents
Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180018C1 RU2180018C1 RU2000132196A RU2000132196A RU2180018C1 RU 2180018 C1 RU2180018 C1 RU 2180018C1 RU 2000132196 A RU2000132196 A RU 2000132196A RU 2000132196 A RU2000132196 A RU 2000132196A RU 2180018 C1 RU2180018 C1 RU 2180018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- filler
- inert filler
- powder
- zinc powder
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000007747 plating Methods 0.000 title abstract 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 86
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 30
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 claims description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 32
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 52
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 37
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 22
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 4
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- -1 high strength Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 2
- XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(CC=2C(=CC=C(C)C=2)O)=C1 XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940107816 ammonium iodide Drugs 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химико-термической обработке поверхностей деталей путем термодиффузионного цинкования в порошковых цинксодержащих смесях для антикоррозиционной обработки изделий. Предложенный способ включает смешение порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, вводимого в количестве не более 2 мас.% к массе порошка цинка, причем инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют, смешивая ее с активатором, с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: инертный наполнитель 50,0-99,0, порошок цинка 0,6-40,0, активированный наполнитель 0,4-10,0 с последующим их смешением непосредственно в процессе цинкования. Достигается повышение эффективности цинкующего состава, кратности использования инертного наполнителя и упрощение процесса. 6 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к химико-термической обработке поверхностей деталей путем термодиффузионного цинкования в порошковых цинксодержащих смесях и может быть использовано в машиностроении, транспортной, химической и строительной отраслях промышленности для антикоррозионной обработки изделий, преимущественно имеющих резьбовые соединения, из углеродистой и низколегированной, в том числе повышенной прочности, стали, чугуна, меди.
В науке и технике широко известны способы обработки металлической поверхности для получения защитных цинковых покрытий. Одним из наиболее распространенных методов нанесения покрытий является способ термодиффузионной обработки, осуществляемый путем обработки стальных изделий при нагревании в порошковых цинксодержащих смесях [ГОСТ З 51163-98 "Покрытия защитные термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях, наносимые в порошковых смесях"] . Порошковую насыщающую смесь, как правило, получают либо смешением цинкового порошка и активаторов, в качестве которых используют хлористый аммоний, йодистый аммоний, хлористый цинк в количестве 1-2 мас.%, либо смешением цинкового порошка и кварцевого песка - инертного наполнителя. Содержание цинкового порошка в насыщающей смеси составляет от 25 до 95 мас. %. [Е.В. Проскуркин, В.А. Попович, А.Т. Мороз. Цинкование.- Справочник.- М.: Металлургия, 1988 г.].
Известны насыщающие смеси для шерардизации, содержащие ≥95 мас.% металлического цинка и песок в качестве инертного наполнителя, которые готовят к использованию путем смешения компонентов друг с другом [ Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа.- Сборник статей под ред. К. Н. Страффорда.- М.: Металлургия, 1991 г., с. 61-62].
Известные насыщающие смеси достаточно проблемны, особенно при использовании их для целей антикоррозионной обработки мелких изделий. Проблемы нанесения покрытий с использованием известных насыщающих смесей проявляются при обработке изделий, для которых установлены определенные допуски на размеры, например резьбовые соединения или изделия с острыми концами. Глубина диффузионного слоя при обработке известными составами недостаточна, что приводит к невысоким показателям коррозионной стойкости, а при увеличении времени выдержки или температуры обработки получаемое покрытие теряет упругие свойства, неравномерно по толщине, происходит частичное оплавление порошковой смеси. Кроме того, известные смеси экономически недостаточно эффективны, т. к. имеют низкую кратность использования, что влечет нецелевые потери цинкового порошка и дополнительные трудозатраты на изготовление цинкующего состава.
Известны также составы для получения покрытий путем термодиффузионного цинкования в порошковых смесях, полученные путем смешения металлического цинка (5-90 мас.%) и инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия (10-95 мас.%). [Проскурин Е.В. и др. Диффузионные цинковые покрытия.- М.: Металлургия, 1972, с. 240-243].
Использование известных составов позволяет получить покрытие, достаточное по толщине, с удовлетворительным качеством поверхности, однако массовый показатель скорости коррозии недостаточно высокий.
Наиболее близким к предлагаемому являются способ изготовления составов порошковых смесей путем смешения цинкового порошка или цинковой пыли (пульсеры) в количестве до 75 мас.%, инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия в количестве до 23 мас.%, и активатора, в качестве которого используют хлорид аммония в количестве до 2 мас.% к массе пульсеры. [Химико-термическая обработка металлов и сплавов./ Под ред. А.С. Ляховича.- М.: Металлургия, 1981 г.].
Вышеназванный цинкующий состав имеет те же недостатки, что и составы с использованием кварцевого песка: недостаточно эффективны, имеют низкую кратность использования инертного наполнителя. Кроме того, использование известных составов не обеспечивает получения плотного равномерного покрытия с высокими показателями коррозионной стойкости, что особенно важно для изделий с нормированными допусками на размеры.
Для устранения вышеназванных недостатков использовались различные приемы усовершенствования состава, например, вводились различные добавки. Так, для повышения эффективности состава и кратности его использования известно введение 1,5-3,5 мас. % нитрилотриметилфосфоновой кислоты (авт. св. РФ 1571103, С 23 С 10/08, 1990 г.]. Для получения более гладких и менее пористых покрытий в качестве порошка цинка известно введение цинкового порошка тонкого помола [Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа. - Сб. статей под ред. К.Н. Страффорда.- М.: Металлургия, 1991 г., с. 61-62] . Для увеличения производительности процесса, повышения кратности использования инертного наполнителя и предотвращения окисления металлического цинка в порошковую смесь вводят гидриды металлов [авт. св. 1130620, МПК С 23 С 9/02, 1983 г.]. Вышеназванные приемы повышают стоимость процесса термодиффузионного цинкования за счет усложнения цинкующего состава и связано с дополнительными трудозатратами на получение цинкующей смеси, однако не устраняют вышеназванные основные недостатки.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности цинкующего состава и кратности использования инертного наполнителя с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, расширение ассортимента обрабатываемых изделий за счет обеспечения возможности получения тонкого равномерного покрытия с высокими коррозионными показателями, упрощение процесса подготовки цинкующей смеси и последующей ее корректировки.
Поставленная задача решается тем, что порошковую смесь для термодиффузионного цинкования получают путем смешения порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, при этом в отличие от известного предлагаемый способ получения состава заключается в том, что инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют посредством смешения с активатором с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель используют в качестве самостоятельных ингредиентов для приготовления порошковой смеси путем их введения в контейнер с обрабатываемыми деталями, смешение ингредиентов проводят непосредственно в процессе цинкования при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Инертный наполнитель - 50,0 - 99,0
Порошок цинка - 0,6 - 40,0
Активированный наполнитель - 0,4 - 10,0
Активатор вводят в количестве не более 2 мас.% к массе порошка цинка.
Инертный наполнитель - 50,0 - 99,0
Порошок цинка - 0,6 - 40,0
Активированный наполнитель - 0,4 - 10,0
Активатор вводят в количестве не более 2 мас.% к массе порошка цинка.
Корректировку состава порошковой смеси после использования проводят путем дополнительного введения в отработанную смесь указанного количества порошка цинка и активированного наполнителя.
В качестве порошка цинка используют порошок со следующим фракционным составом - не менее 90,0 мас.% фракции размером до 0,16 мм, например порошок цинка марки ПЦР-1 (порошок цинковый, полученный распылением расплава цинка инертным газом). Порошок цинка марки ПЦР-1 выпускается в промышленном масштабе, обладает высокой полидисперсностью и имеет следующий фракционный состав, мас. % фракция менее 63 мкм не менее 50,0; фракция 63-160 мкм не более 40,0; фракция более 160 мкм не более 10,0. Содержание цинка металлического составляет не менее 98 мас.% по ГОСТ 12601-76. Форма частиц цинка разнообразна: есть шарообразные частицы, есть частицы чешуйчатой формы, есть частицы вытянутой и продолговатой формы.
В качестве инертного наполнителя используют оксид алюминия или оксид кремния, например, оксид алюминия в виде электрокорунда по ГОСТ 28818-90 "Материалы шлифовальные из электрокорунда", оксид кремния в виде песка, преимущественно речного, шлифпорошок с зернистостью 10-12 по ГОСТ 3647-80. Оптимальная зернистость инертного наполнителя не более 0,2 мм.
В качестве активатора может быть использован любая из известных для этих целей добавка, например хлорид аммония, хлорид цинка и другие.
Предлагаемое изобретение отличается от известного тем, что одна часть инертного наполнителя механически модифицируется активатором и используется в порошковой смеси в качестве самостоятельного ингредиента - активированного наполнителя. Заявляемый прием позволяет добиться неочевидного результата и решить основную задачу изобретения - повысить кратность использования инертного наполнителя и эффективность порошковой смеси с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, улучшить качество покрытия.
Сравнение предлагаемого изобретения с прототипом позволяет сделать заключение о соответствии последнего критерию "новизна", т.к. предложен новый прием получения композиции порошковой смеси и новое количественное соотношение ее составляющих.
В науке и технике широко известны составы порошковых смесей, включающих цинковый порошок, оксид алюминия и активатор. Приемы получения смесей сводились к простому смешению всех ее компонентов перед использованием.
Предлагаемые ранее приемы повышения кратности использования и эффективности порошковой смеси были связаны с введением новых добавок в композицию при перемешивании. При этом коррозионная стойкость покрытий толщиной 25 мкм, полученная с использованием известных цинкующих составов при однократном применении, составляет не более 195 ч. Широко известно, что коррозионная стойкость покрытия существенно снижается с увеличением кратности использования состава. Кратность использования инертного наполнителя в известных составах с получением покрытия удовлетворительного качества составляет не более 10-15 раз. Использование заявляемого способа позволяет сохранить высокую коррозионную стойкость покрытия при многократном использовании инертного наполнителя и цинкующего состава на его основе. Коррозионная стойкость покрытия толщиной 30 мкм при более чем 15-кратном использовании состава, полученного заявляемым способом, составляет не менее 194 ч. Кроме того, заявляемый прием позволяет добиться оперативной корректировки состава порошковой смеси в процессе использования. Заявляемый порядок введения компонентов смеси и их количество обеспечивает восстановление необходимых режимов проведения процесса цинкования для получения покрытия высокого качества в части получения требуемой толщины, качества поверхности и коррозионных показателей. Использование заявляемого способа позволяет расширить ассортимент обрабатываемых изделий за счет получения качественного покрытия на метизах, имеющих резьбовые соединения или острые концы (гвозди). Заявляемый способ обеспечивает значительное упрощение технологии нанесения цинковых покрытий и стабильность процесса термодиффузионного цинкования. Все вышеизложенное позволяет утверждать, что заявляемый способ характеризуется не только новым существенным признаком, а именно - модификацией части инертного наполнителя активатором и введение полученного активированного наполнителя в качестве самостоятельного ингредиента в порошковую смесь непосредственно перед ее использованием при заявляемом соотношении компонентов, но и обеспечивает достижение неочевидного технического результата - повышение эффективности цинкующего состава и кратности использования инертного наполнителя с сохранением коррозионной стойкости получаемого покрытия, расширение технологических возможностей процесса термодиффузионного цинкования и упрощение процесса. Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".
Способ осуществляют следующим образом.
Нанесение защитных термодиффузионных цинковых покрытий осуществляют по ГОСТ 51163-98 "Покрытия защитные термодиффузионные на крепежных и других мелких изделиях, наносимые в порошковых смесях. Общие требования и методы контроля". Предварительно обезжиренные от консервирующей смазки металлические изделия помещают в контейнер (реторту), размещенную в установке для термодиффузионного цинкования с возможностью вращения. Количество порошковой смеси рассчитывают исходя из нормы расхода цинка 5 г на 1 м2 обрабатываемой поверхности на 1 мкм толщины покрытия. Порошковую смесь для термодиффузионного цинкования используют путем автономного введения ее ингредиентов в съемным контейнер (реторту) с обрабатываемыми деталями. Ингредиенты порошковой смеси вводят при следующем соотношении компонентов: электрокорунд или песок в количестве 50,0-99,0 мас.%, порошок цинка марки ПЦР-1 в количестве 0,6-40,0 мас. %, смесь электрокорунда или песка и хлорида аммония 0,4-10,0 мас. %. Активированный наполнитель готовят путем смещения расчетного его количества с хлористым аммонием, вводимым в инертный наполнитель в количестве не более 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески каждого ингредиента порошковой смеси загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование во вращающейся термодиффузионной печи при температуре 300-450oС. В качестве обрабатываемых деталей используют метизы - гвозди, болты, гайки и др. Время цинкования составляет около 1 ч и определяется толщиной требуемого покрытия. После окончания процесса цинкования обрабатываемые детали извлекают из реактора, охлаждают, предварительно отделив их от цинкующей смеси. Фазовый состав получаемого цинкового покрытия - железоцинковая δ1-фаза, содержащая от 7 до 10% железа. Антикоррозионные свойства полученных изделий определяют по ГОСТ 9308-85 и ОСТ 37002.3321.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1 (по изобретению).
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг гвоздей по ГОСТ 4028-63, 4030-63, 4032-63, 4035-63, 285-75. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 99,9 мас.%, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 0,6 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 0,4 мас. %, представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 5 до 30 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (в зависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
Пример 2 (по изобретению)
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг гвоздей по ГОСТ 4028-63, 4030-63, 4032-63, 4035-63, 285-75. Речной песок берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 90,5 мас.%, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 7,8 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 1,7 мас.%, представляющий собой предварительно подготовленную смесь речного песка и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 8 до 50 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (в зависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг гвоздей по ГОСТ 4028-63, 4030-63, 4032-63, 4035-63, 285-75. Речной песок берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 90,5 мас.%, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 7,8 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 1,7 мас.%, представляющий собой предварительно подготовленную смесь речного песка и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 8 до 50 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (в зависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
Пример 3 (по изобретению)
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг болтов и гаек. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 74,8 мас. %, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 20,5 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 4,7 мас.%. представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 12 до 70 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (взависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг болтов и гаек. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 74,8 мас. %, порошок цинковый марки ПЦР-1 в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 20,5 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 4,7 мас.%. представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 12 до 70 мкм по ГОСТ Р 51163-98 (взависимости от удельной поверхности метизов). Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
Пример 4 (по изобретению).
В контейнер (реторту) объемом 0,0245 м3 загружают от 13 до 20 кг болтов и гаек. Электрокорунд берут в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 50,0 мас. %, порошок цинковый марки ПЦР-1 и количестве, обеспечивающем массовое соотношение 40,0 мас.%, активированный наполнитель в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 10,0 мас.%, представляющий собой предварительно подготовленную смесь электрокорунда и хлорида аммония, вводимого в количестве - 2,0 мас.% к массе порошка цинка. Навески компонентов загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями. Контейнер герметизируют и ведут термодиффузионное цинкование в течение 60 мин во вращающейся печи. Получаемую смесь используют для получения покрытия толщиной от 25 до 120 мкм (в зависимости от удельной поверхности метизов) по ГОСТ Р 51163-98. Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
Пример 5 (контрольный).
Количественный состав смеси аналогичен составу по примеру 3, порядок смешения - электрокорунд, порошок цинка и активатор - хлорид аммония тщательно перемешивают в смесителе, после чего полученную смесь вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями и проводят термодиффузионное цинкование болтов и гаек в аналогичных примеру 3 условиях. Характеристика полученного покрытия приведена в таблице.
Заявляемая обработка (примеры 1-4) обеспечивает получение фазового состава -δ1-фаза. Получение порошковой смеси с использованием заявляемого приема приготовления активированного наполнителя и раздельного его введения в процесс приводит к существенному улучшению основных характеристик цинкового покрытия - коррозионных свойств и механической прочности. Получаемые покрытия характеризуются хорошими показателями качества поверхности и не требует дополнительной ее пассивации, а толщина образующегося слоя одинакова по всей поверхности изделия, что обеспечивает хорошую свинчиваемость изделий с резьбовыми соединениями. Использование заявляемого изобретения позволяет добиться высокой кратности использования инертного наполнителя - более 15 циклов без ухудшения коррозионной стойкости получаемого покрытия. Кроме того, заявляемый прием получения активированного наполнителя позволяет осуществить оперативную корректировку цинкующего состава путем введения в отработанную смесь заявляемого количества активированного наполнителя и порошка цинка. Повышение кратности использования инертного наполнителя и эффективности цинкующей смеси существенно снизит стоимость термодиффузионного цинкования.
Как видно из приведенных в таблице данных, обработка изделий в соответствии с контрольным примером (пример 5) не приводит к достижению поставленной задачи. При контрольной обработке изделий, несмотря на аналогичное заявляемому количественное соотношение компонентов смеси, коррозионная стойкость получаемого покрытия ниже, чем у покрытия, полученного заявляемым способом. При многократном использовании контрольной смеси (с корректировкой состава путем дополнительного введения порошка цинка, активатора и инертного наполнителя) коррозионная стойкость получаемого покрытия снижается, а после 10-ого цикла смесь практически непригодна для дальнейшего использования, т.к. качество покрытия с ее использованием не отвечает требованиям ГОСТа.
Как видно из приведенных в таблице данных, заявляемый способ получения порошковой смеси позволяет осуществить многократное использование инертного наполнителя. При использовании заявляемого способа инертный наполнитель не требует замены более чем в 15 циклах (с соответствующей корректировкой состава порошковой смеси дополнительным введением заявляемого количества порошка цинка и активированного наполнителя), при этом сохраняется высокая коррозионная стойкость получаемого покрытия, качественные и количественные показатели покрытия соответствуют качеству покрытия, полученного при однократном использовании контрольной свежеприготовленной смеси. Кроме того, термодиффузионное цинкование, проведенное с использованием заявляемого изобретения, позволяет получить глубокий диффузионный слой железоцинковой фазы. Это, в свою очередь, обеспечивает высокую коррозионную стойкость обработанных изделий при относительно низкой толщине покрытия.
Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет повысить кратность использования инертного наполнителя при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости цинкового покрытия, расширить технологические возможности при одновременном упрощении процесса термодиффузионного цинкования, обеспечивает возможность получения равномерного, стойкого к коррозии покрытия с глубоким диффузионным слоем железоцинковой фазы, что позволяет расширить ассортимент обрабатываемых изделий особенно с нормированными допусками на размеры, повысить экономичность цинкующей смеси.
Claims (7)
1. Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования, включающий смешение порошка цинка, инертного наполнителя и активатора, вводимого в количестве не более 2 мас. % к массе порошка цинка, отличающийся тем, что инертный наполнитель предварительно делят на две порции, одну из которых модифицируют, смешивая ее с активатором с получением активированного наполнителя, а другую порцию инертного наполнителя, порошок цинка и полученный активированный наполнитель вводят в контейнер с обрабатываемыми деталями при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Инертный наполнитель - 50,0-99,0
Порошок цинка - 0,6-40,0
Активированный наполнитель - 0,4-10,0
с последующим их смешением непосредственно в процессе цинкования.
Инертный наполнитель - 50,0-99,0
Порошок цинка - 0,6-40,0
Активированный наполнитель - 0,4-10,0
с последующим их смешением непосредственно в процессе цинкования.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют корректировку отработанной смеси добавлением порошка цинка и активированного наполнителя.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного наполнителя используют оксид алюминия - электрокорунд.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного наполнителя используют оксид кремния.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка цинка используют порошок, содержащий не менее 90,0 мас. % фракции размером до 0,16 мм.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве активатора используют хлорид аммония.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инертный наполнитель используют с зернистостью не более 0,2 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132196A RU2180018C1 (ru) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132196A RU2180018C1 (ru) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2180018C1 true RU2180018C1 (ru) | 2002-02-27 |
Family
ID=20243796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000132196A RU2180018C1 (ru) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180018C1 (ru) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2401320C1 (ru) * | 2009-03-17 | 2010-10-10 | Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) | Способ цинкования стальных деталей |
| DE102009030420A1 (de) | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Daimler Ag | Verfahren zum Herstellen von metallischen Bauteilen für Kraftwagen |
| RU2496909C1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вика Гал 2" | Термодиффузионное цинковое покрытие |
| RU2539888C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки, Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| WO2015016735A1 (ru) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Gur Ev Vladimir Anatol Evich | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ ее изготовления и способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов |
| WO2015020557A1 (ru) | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Gur Ev Vladimir Anatol Evich | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов |
| RU2557045C1 (ru) * | 2014-07-29 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерпром" | Способ термодиффузионного цинкования |
| RU2559386C1 (ru) * | 2014-08-07 | 2015-08-10 | Владимир Анатольевич Гурьев | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способ термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов |
| RU2617467C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-04-25 | Заклад Механизни Прогресс | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| RU2680118C1 (ru) * | 2018-04-11 | 2019-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквамодуль" | Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| RU2685841C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Волнар" | Состав порошковой смеси для термодиффузионной обработки стальных изделий, способ термодиффузионной обработки стальных изделий |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3453122A (en) * | 1966-05-17 | 1969-07-01 | Philadelphia Quartz Co | Paint vehicle |
| RU2017861C1 (ru) * | 1992-04-03 | 1994-08-15 | Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности | Способ приготовления гранулированной насыщающей смеси |
-
2000
- 2000-12-20 RU RU2000132196A patent/RU2180018C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3453122A (en) * | 1966-05-17 | 1969-07-01 | Philadelphia Quartz Co | Paint vehicle |
| RU2017861C1 (ru) * | 1992-04-03 | 1994-08-15 | Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности | Способ приготовления гранулированной насыщающей смеси |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. Справочник/Под. ред. ЛЯХОВИЧА А.С. - М.: Металлургия, 1981, с . 164-180. ПРОСКУРИН Е.В. и др. Диффузионные цинковые покрытия. - М.: Металлургия, 1972, с. 39-42. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2401320C1 (ru) * | 2009-03-17 | 2010-10-10 | Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) | Способ цинкования стальных деталей |
| DE102009030420A1 (de) | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Daimler Ag | Verfahren zum Herstellen von metallischen Bauteilen für Kraftwagen |
| RU2496909C1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вика Гал 2" | Термодиффузионное цинковое покрытие |
| RU2539888C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки, Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| WO2015016735A1 (ru) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Gur Ev Vladimir Anatol Evich | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ ее изготовления и способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов |
| WO2015020557A1 (ru) | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Gur Ev Vladimir Anatol Evich | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов |
| EP2966191A4 (en) * | 2013-08-09 | 2016-07-27 | Gur Ev Vladimir Anatol Evich | POWDER MIXTURE COMPOSITION FOR THERMODIFFUSIONAL GALVANIZATION OF ARTICLES FROM ALUMINUM ALLOYS AND METHOD FOR THE THERMODIFFUSIONAL GALVANIZATION OF ARTICLES FROM ALUMINUM ALLOYS |
| RU2557045C1 (ru) * | 2014-07-29 | 2015-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерпром" | Способ термодиффузионного цинкования |
| RU2559386C1 (ru) * | 2014-08-07 | 2015-08-10 | Владимир Анатольевич Гурьев | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способ термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов |
| RU2617467C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-04-25 | Заклад Механизни Прогресс | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| RU2680118C1 (ru) * | 2018-04-11 | 2019-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквамодуль" | Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования стальных изделий |
| RU2685841C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Волнар" | Состав порошковой смеси для термодиффузионной обработки стальных изделий, способ термодиффузионной обработки стальных изделий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2180018C1 (ru) | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования | |
| RU2559391C1 (ru) | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов | |
| EP1583851B1 (en) | Corrosion resistant poly-metal diffusion coatings and a method of applying same | |
| JPS6018747B2 (ja) | 鉄および非鉄金属の量産部材のホウ化処理材 | |
| CN107059001A (zh) | 一种添加Ti元素的WC‑Fe基复合涂层及其制备方法 | |
| US6245162B1 (en) | Boriding agent | |
| JPS599312B2 (ja) | ブラスト用材料およびこの材料を使用した表面処理法 | |
| US4158578A (en) | Method for forming a carbide layer of a Va-Group element of the periodic table or chromium on the surface of a ferrous alloy article | |
| EP0177786A1 (en) | Anti-corrosion treatment process for iron materials | |
| US3723160A (en) | Zinc-plating compositions | |
| FR2565250A1 (fr) | Alliage riche en silicium resistant a la corrosion, procede de revetement d'un article substrat et article obtenu | |
| EP3561144A1 (en) | Method of depositing a zinc layer on the surface of steel elements and a unit for deposition of a zink layer on the surface of steel elements | |
| EP0411244A1 (de) | Verschleissfeste Beschichtung und das Verfahren ihrer Herstellung | |
| EP0053301A2 (en) | Method of producing aluminium base sintered body containing graphite | |
| US5045130A (en) | Solution and process for combined phosphatization | |
| JP2005336432A (ja) | 耐食性および防錆性に優れた鋼材用塗料及び鉄鋼材料 | |
| US4178193A (en) | Method of improving corrosion resistance with coating by friction | |
| RU2559386C1 (ru) | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способ термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов | |
| RU2691431C1 (ru) | Способ бороалитирования стальной поверхности | |
| EP2871258A1 (en) | Composition of powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products made of aluminum alloys, preparation method thereof and method for thermal diffusion galvanizing of products made of aluminum alloys | |
| RU1786186C (ru) | Состав дл титанировани стальных изделий | |
| SU1196414A1 (ru) | Порошкообразный состав дл диффузионного хромировани стальных изделий | |
| RU2574153C1 (ru) | Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов, способ ее изготовления и способ термодиффузионного цинкования изделий из алюминиевых сплавов | |
| JP3389036B2 (ja) | 混合金属粉末を用いた防食被覆法 | |
| RU2748572C1 (ru) | Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в борированной среде |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131221 |