Алитирование это насыщение поверхностного слоя металла: Алитирование это насыщение поверхностного слоя металла

alexxlab | 10.07.1992 | 0 | Разное

Содержание

технология и методы поверхностного насыщения стали алюминием

На протяжении нескольких столетий основные эксплуатационные качества металлов изменялись при помощи химико-термического воздействия. Проведенные тесты указывают на то, что процент содержания определенных примесей в металле может оказывать влияние на его твердость, прочность, коррозионную стойкость и многие другие качества. Алитирование углеродистой стали – процесс насыщения поверхностного слоя изделия алюминием, который проходит при определенной температуре. Процесс алитирования стали достаточно сложен, при его проведении проводится установка определенного оборудования. Рассмотрим особенности проведения работы по насыщению поверхностного слоя стали и чугуна алюминием.

Алитирование стали

Применение алитирования

Придаваемые свойства изделию во многом определяют область применения рассматриваемой технологии химико-термической обработки. В производстве алитирование сталей применяется для изменения следующих свойств обрабатываемой стали:

  1. Высокая окалиностойкость. Это свойство связано с процессом образования защитной пленки на поверхности изделия при его нагреве.
  2. Высокая защита от окислительных процессов.
  3. Высокие антикоррозионные свойства. В результате алитирования изделие может использоваться даже при условии воздействия морской воды.
  4. Рассматривая твердость поверхностного слоя нужно уделить внимание тому, что максимальный достигаемый показатель составляет около 500HV.

Рассматривая достоинства и недостатки алитирования стали, нужно отметить тот момент, что воздействие высокой температуры становится причиной перестроения атомной решетки, вследствие чего поверхностный слой становится хрупким.

При обработке данным химико-термическим методом ответственных деталей, проводится обжиг в течение нескольких часов. Поэтому процесс внесения алюминия характеризуется большой продолжительностью.

Алитирование стали 20

Технология и методы алитирования

Диффузионное алитирование проходит при температуре от 700 до 1100 градусов Цельсия. Оптимальные режимы обработки выбираются в зависимости от особенностей обрабатываемого материала. Выделяют несколько наиболее распространенных технологий химико-термического воздействия:

  1. Алитирование в порошкообразных смесях проводится использовании металлических ящиков. Заготовка помещается в твердый карбюризатор. При этом приготовленная смесь может использоваться многократно, что делает данную технологию экономически выгодной. Температура алитирования стали в данном случае выдерживается в пределе от 950 до 1050 градусов Цельсия, процесс занимает от 6 до 12 часов. Максимальная глубина проникновения алюминия составляет 0,5 миллиметров. Используемый состав представлен алюминиевой пудрой, порошка и определенных добавок. Добавки представлены окисью алюминия и молотой глиной, а также хлористыми разновидностями аммония и алюминия. В некоторых случаях процедура затягивается до 30 часов, что делает ее экономически не выгодной. Данный метод применим в случае сложной конфигурации детали, так как изменение поверхностного этапа проводится поэтапно. Изменение состава поверхностного слоя порошкообразной смесью – самый дорогой метод из всех применяемых.
  2. Алитирование напылением проводится в случае, если нужно сократить время проведения данной операции. Данная технология алитирования определяет воздействие относительно невысокой температуры, около 750 градусов Цельсия, требуется порядком одного часа для проникновения алюминия на глубину 0,3 миллиметра. Достоинства данного метода заключается в быстроте исполнения, но нельзя его использовать для получения износостойких ответственных деталей, так как поверхностная пленка очень тонкая. Поверхностное насыщение стали рекомендуют проводить при массовом производстве. Прочность сцепления напыляемого слоя в этом случае невысокая, составляет 0,2-2 кг/мм2. Также особенности данной технологии определяют высокую пористость структуры.
  3. Металлизация с последующим обжигом проводится при нагреве детали до температуры 900-950 градусов Цельсия, длительность нагрева составляет 2-4 часа. Данный метод существенно уступает предыдущему, так как получаемый слой имеет толщину не более 0,2-0,4 миллиметров, а расходы повышаются по причине существенного увеличения времени нагрева. Однако его часто применяют в случае, когда нужно получить деталь с прочной и твердой поверхностью, которая будет подвергаться существенным нагрузкам. Это связано с тем, что проводимый отжиг позволяет снизить показатель хрупкости, повысив прочность.
  4. Алитирование в вакууме предусматривает нанесение покрытия путем испарения алюминия с его последующим осаждением на поверхности изделия. Толщина получаемого покрытия незначительно, но вот достигаемое качество одно из самых высоких. Для нагрева среды проводится установка специальных печей, которые способны раскалить подающийся состав до температуры 1400 градусов Цельсия. Высокое качество покрытия достигается за счет равномерного распределения алюминия по всей поверхности. Технология в данном случае предусматривает предварительный нагрев поверхности до температуры от 175 до 370 градусов Цельсия. Следует уделять много внимания предварительной подготовке детали, так как даже незначительная оксидная пленка становится причиной существенного снижения качества сцепления поверхностного и внутреннего состава. Высокая стоимость процесса и его сложность определяют применимость только при производстве ответственных деталей.
  5. Алитирование методом погружения пользуется большой популярностью по причине того, что покрытие наносится в течение 15 минут. При этом оказывается относительно невысокая температура: от 600 до 800 градусов Цельсия. Кроме этого данный метод один из самых доступных в плане стоимости. Суть процедуры заключается в погружении заготовки в жидкий алюминий, нагретый до высокой температуры. При этом получается слой толщиной от 0,02 до 0,1 миллиметра. Особое внимание уделяется подготовке среды, в которой будет проводится процесс изменения химического состава поверхностного слоя.

Микроструктура вставки, алитированной по оптимальному режиму

Есть и другие методы внесения алюминия, которые позволяют изменить основные эксплуатационные качества заготовок.

Контролировать качество поверхности с использованием дефектоскопа – устройства, которое применяется для проверки дефектов методом неразрушающего контроля.

Наиболее распространенным дефектами называют нарушения однородности структуры, появления зоны коррозионного поражения, отклонение требуемого химического состава и так далее.

Долговечность изделия в зависимости от толщины алитированного слоя

Материалы, допускаемые к алитированию

Металлизация – технология, которая предназначенная для изменения свойств поверхностного слоя. Разновидностью данной технологии является и алитирование. Насыщению поверхностного слоя подвергают:

  1. Углеродистые стали. При этом преимущественно используются низкоуглеродистые стали, реже среднеуглеродистые. При высоком содержании углерода в составе процедура становится малоэффективной.
  2. Легированные стали применяются реже, но при правильном проведении технологии можно получить износостойкие детали.
  3. Чугун также можно подвергать процедуре алитирования для изменения основных эксплуатационных качеств.

Для получения нержавеющей стали алитированию подвергают как углеродистые, так и легированные стали. В некоторых случаях проводится предварительная подготовка сталей и сплавов, представленная закалкой или другими процедурами химико-термической обработки.

Алитирование – Металлы


Алитирование

Категория:

Металлы



Алитирование

Алитированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стального (железного) изделия алюминием. Этот процесс проводится с целью повышения жаростойкости, т. е. способности материала противостоять коррозии при высоких температурах в газовой среде, богатой кислородом.

В результате этого процесса в поверхностном слое изделия получаются столбчатые кристаллы твердого раствора алюминия в железе а.

Содержание алюминия в алитированном слое может достигать 50%, однако при этом поверхностный слой оказывается очень хрупким. При содержании алюминия 20—30% алитиро-ванный слой становится менее хрупким, причем жаростойкость его сохраняется. Поэтому важнейшей составной частью процесса алитирования является диффузионный отжиг, в результате которого часть алюминия из поверхностных слоев диффундирует в более глубокие и содержание его в поверхностном слое снижается до 20—30%.

Глубина слоя алитирования составляет 0,2—0,3 мм, однако после диффузионного отжига она увеличивается до 0,6—0,8 мм. Именно такая глубина и требуется для большинства изделий.

В результате алитирования технического железа с 0,1% углерода, являющегося обычным материалом для такой обработки, жаростойкость при температуре 900—950° повышается в 5—6 раз. Алитирование широко используется для повышения жаростойкости цементационных коробок, колосниковых решеток и т. д.

Практика использования алитированных изделий при температуре 700—800° показывает, что жаростойкость при этих условиях возрастает в десятки раз.

Процесс алитирования может осуществляться несколькими способами. Основным является термодиффузионное алитирование, проводимое при температуре 950°. Оно ведется в смеси, содержащей 49% тончайшей алюминиевой пудры или ферроалюминия, 49% глинозема или высококачественной глины, служащей для предохранения алюминиевой пудры от спекания, и 2% хлористого аммония Nh5C1, применяемого в качестве ускорителя процесса.

Алитированию могут подвергаться не только углеродистые стали (железо), но и стали легированные, а также никелевые сплавы.

В результате алитирования жаростойкость изделий из этих материалов сильно увеличивается. Слои глубиной не менее 20 мк, содержащие 20—40% А1, улучшают жаростойкость жаропрочных никелевых сплавов при 900—1100 °С и увеличивают ресурс изделий до 4000—10000 час.

Ухудшения механических свойств при этом не наблюдается.


Реклама:

Читать далее:
Углеродистые стали и чугуны

Статьи по теме:

Алитирование стали | Мир сварки

 Алитирование стали

Алитированием называется процесс химико-термической обработки, выполняющийся с целью диффузионного насыщения поверхности стальных изделий алюминием, как правило, при 700–1100 °С в соответствующей среде (таблица 1).

Таблица 1 — Методы алитирования
Метод
алитирования
Насыщающая средаТемпература, °СПродолжи-
тельность, ч
Глубина слоя, ммПримечание
В порошко-
образных смесях
а) 49,5 % порошка алюминия + 49,5 % окиси алюминия + 1,0 % хлористого аммония
б) 99 % ферроалюминия + 1 % хлористого аммония
в) 48 % ферроалюминия + 48 % кварцевого песка + 4 % хлористого аммония
950–10506–12*0,25–0,6Алитирование проводят в железных или нихромовых ящиках.
Упаковка ведется так же, как при цементации в твердом карбюризаторе.
Смесь употребляют многократно с добавкой 10–15% свежей смеси
В ваннах с расплавленным алюминиемРасплавленный алюминий + 8–12 % железа (во избежание растворения металла изделий)720–7500,25–1,0*0,1–0,3На поверхности расплава рекомендуется создавать слой флюса для очистки деталей, удаления налипшего металла и уменьшения разъедания поверхности деталей
Металлизация с последующим отжигомНа поверхности изделий напыляют слой алюминия толщиной 0,7–1,2 мм, на который наносится обмазка (50 % серебристого графита, 20 % огнеупорной глины, 20 % кварцевого песка, 10 % жидкого стекла)900–9502–40,2–0,4Толщина обмазки 0,8–1,5 мм. Обмазка просушивается при 80–100 °С

* Для снижения содержания алюминия а слое и уменьшения его хрупкости агитированные изделия отжигают при 900–1050 °С и течение 4–5 ч. Глубина слоя при этом возрастает на 20–40 %.

Стальные изделия при алитировании приобретают высокую окалинрстойкость, так как при нагреве на поверхности агитированных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия, защищающая металл от окисления. Алитированный слой обладает хорошим сопротивлением коррозии в атмосфере и морской воде. Твердость алитированного слоя до НV 500, износостойкость низкая.

 ЛИТЕРАТУРА

  • Термическая обработка сплавов / И.В. Фиргер. Л.: Машиностроение. 1982. – 304 с.

Сталь алитирование – Справочник химика 21

    Хорошая устойчивость к сероводородной коррозии достигается путем алитирования углеродистой и хромистой (с 7% Сг) стали из расплава. [c.87]

    Диффузионное насыщение поверхности стали алюминием применяют в основном для повышения жаростойкости стали, в окислительных и особенно в сероводородсодержащих средах. Алитированная сталь при температурах 500—600 °С успешно конкурирует с хромоникелевой нержавеющей сталью типа 18—8 в средах, содержащих сероводород. На выносливость стали алитирование влияет по-разному в зависимости от толщины слоя. Так, порошковое алитирование на глубину 0,1—0,2 мм резко снижает предел выносливости стали и практически не влияет на коррозионную усталость. Алитирование на глубину 0,04—0,05 мм незначительно влияет на предел выносливости стали и более чем в 2 раза повышает условный предел коррозионной усталости. Алитирован-ный слой также понижает влияние концентраторов напряжений, особенно в коррозионной среде. 

[c.88]


    Углеродистая сталь алитированная. …………………….500—600 [c.194]

    Металлизация применяется также для повышения жаростойкости сталей алитированием (цементационные ящики, кожухи термопар и др.), для нанесения декоративных покрытий, защиты изделий от науглероживания при цементация и др. [c.600]

    Чистый алюминий используется для плакирования стали с целью повышения ее стойкости к коррозии. Для этой цели применяется также алитирование — насыщение поверхности стали алюминием на глубину 0,02—1,2 мм, в результате чего создается плотная н прочная антикоррозийная пленка. [c.259]

    Алитирование. Процесс алитирования заключается в насыщении поверхности стальных деталей алюминием. При алитировании детали упаковывают в ящики со смесью, состоящей из 48% алюминия, 48% окиси алюминия и 2% нашатыря, затем выдерживают от 5 до 15 час. при температуре от 900 до 1050° С. Насыщенная алюминием поверхность стали имеет высокую жароупорность. 

[c.30]

    Важной областью применения А1 является использование его для насыщения (алитирования) поверхности изделий из железа и стали, для придания им жаропрочности и предохранения от коррозии. Наибольшую ценность в этом отношении имеет А1 высокой степени чистоты. [c.281]

    Горячее алитирование применяют при производстве стальной ленты непрерывным способом. Алитированная сталь обладает коррозионной стойкостью алюминия и прочностью стального листа. Поверхность алитированных листов — матовая серебристая. Тол- [c.79]

    Диффузионное алитирование мелких предметов проводят аналогичным способом, но при температуре около 1000° С. Покрытия, помимо сказанного, стойки к продуктам сгорания при высоких температурах. Диффузионное алитирование труб или предметов больших размеров проводят следующим образом. Прежде всего поверхность изделия очищают (лучше струйной обработкой), напыляют слой алюминия и несколько слоев жидкого стекла, а затем выдерживают при температуре 900—1050° С в течение 2—4 ч. Жидкое стекло образует защитный слой, под которым протекает диффузия алюминия в сталь. Трубы с такими покрытиями применяют в обменных аппаратах, предназначенных для работы в среде двуокиси серы, сероводорода, продуктов сгорания и т. д. 

[c.83]

    На рис. 79 показано влияние продолжительности и температуры алитировання на толщину алитированного слоя стали марки 10, а на рис. 80 — распределение концентрации алюминия в железе по глубине слоя после алитировання в порошкообразной смеси. [c.121]


    Основными мерами борьбы против коррозии в неэлектролитах является использование коррозионностойких материалов, например нержавеющих и алитированных сталей и др. В боль-щинстве случаев в нефти имеет место и электрохимический коррозионный процесс, что дает возможность применять ингибиторы и протекторную защиту. 
[c.15]

    В — при 600°С в горячих газах, содержащих 8О2 и пары воды. Алитирование предохраняет сталь от коррозии в горячих газах, содержащих Ъ% 80г. [c.409]

    К числу таких покрытий на углеродистых и легированных сталях относятся покрытия на основе алюминия, кадмия, цинка. Ц1широко применяют в различных отраслях техники, так как он надежно защищает металлические изделия от коррозии и коррозионно-механического разрушения. Алитирование же как способ антикоррозионной защиты пока не нашло достаточного распространения, хотя в ряде агрессивных сред, особенно содержащих сернистые соединения, оно эффективнее цинкования. [c.184]

    Нами изучено влияние диффузионного цинкования и различных методов алитирования на сопротивление коррозионной усталости углеродистых сталей. 

[c.184]

    Стационарный потенциал алитированных сталей равен —(915 920) мВ (см. рис. 100), т.е. на 350—370 мВ отрицательнее, чем у сТалей без покрытия. Однако через 4 сут испытаний потенциал стали 20 смещается в положительную сторону, примерно до —540 мВ. Сдвиг потенциала алитированной стали 45 происходит с меньшей интенсивностью и после 12 сут достигает (-680) -ь (-690 мВ). Причина смещения потенциалов — интенсивное растворение слоя алюминия. Однако сталь остается защищенной от воздействия среды слоем интерметаллида, потенциал которого более положительный, чем у сталей, и составляет —(530—540) мВ. Таким образом, защитные слои, получаемые при жидкостном алитировании, функционируют сначала в качестве анодного, а затем катодного покрытия. [c.187]

    В условиях коррозионной усталости при высоких уровнях циклического напряжения характер изменения электродного потенциала и кинетики разрушения алитированных сталей подобны наблюдаемым у оцинкованных. При нагружении алитированных образцов более низкими циклическими нагрузками происходит интенсивное коррозионно-усталостное разрушение слоя алюминия и в дальнейшем интерметаллидный слой и сталь находятся в условиях катодной защиты в результате анодного растворения слоя алюминия. После смещения потенциалов образцов до (-54) (—550 мВ) в результате полного растворения слоя алюминия разрушение возникающей системы интерметаллидный слой – сталь протекает аналогично разрушению сталей с катодными покрытиями. 

[c.187]

    Диффузионное хромирование протекает медленнее, чем алитирование. На поверхности изделия образуется не только химически стойкий, но и прочный при высоких температурах слой из сложных карбидов. Для хромирования применяют смесь, состоящую из 60% порошка металлического хрома, 36% глинозема или каолина и 4% нашатыря, в которую помещают хромируемую деталь. Процесс ведут при температуре около 1 000° С. За 25—30 ч на поверхности детали из малоуглеродистой стали образуется хромированный слой толщиной от 0,05 до 0,1 мм. [c.70]

    Основными способами защиты от газовой коррозии являются легирование металлов, создание защитных покрытий и замена агрессивной газовой среды. Для изготовления аппаратуры, подвергающейся действию коррозионно-активных газов, применяют жаростойкие сплавы. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, кремний, алюминий применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. Защита от газовой коррозии осуществляется, кроме того, насыщением в горячем состоянии поверхности изделия некоторыми металлами, обладающими защитным действием. К таким металлам принадлежат алюминий и хром. Защитное действие этих металлов обусловлено образованием на их поверхности весьма тонкой, но прочной оксидной пленки, препятствующей взаимодействию металла с окружающей средой. В случае алюминия этот метод носит название алитирования, в случае хрома — термохромирования. Для защиты используют и неметаллические покрытия, изготовленные из керамических и керамико-металлических (керметы) материалов. [c.687]

    Для повышения стойкости против окисления углеродистых печных труб рекомендуется их алитировать. По данным трубного института стойкость алитированных труб против окисления по сравнению с трубами углеродистой стали без покрытия выше до 800° в 30—50 раз, до 900° — в 10 раз, до 1000° — в 5 раз. [c.423]

    Для получения 1 кг ЫН методом Р. Альберта и И. Махе [3] применяют сосуд из малоуглеродистой стали, защищенный снаружи от непосредственного действия пламени манжетой из алитированной стали. Верхнюю часть сосуда и его плоскую крышку, укрепленную с помощью резинового кольца, охлаждают водой. Сосуд снабжен боковыми трубками для пропускания водорода, присоединения к вакуумной системе и введения термопары. Внутри сосуда находятся два цилиндрических тигля, из которых один плотно входит в другой, [c.35]


    Подобно алитированию при нагреве стальных изделий в соответствующих порошкообразных смесях производят хромирование и силицирование стали. При хромировании (при 1050—1150° С) поверхностный слой стали насыщается хромом, в результате чего у низкоуглеродистых сталей повышаются антикоррозийные свойства, а у высокоуглеродистых сталей повышается также твердость и стойкость против истирания. При силицировании (при 1100— 1200° С) происходит насыщение поверхностного слоя кремнием, благодаря чему повышается кислотостойкость стали. [c.294]

    На основе А. методом порошковой металлургии созданы спеченные алюминиевые сплавы, отличающиеся высокой жаропрочностью. А. используют для раскисления стали, получения некоторых металлов методом алюмотермии, взрывчатых веществ, а также в композиционных материалах на различной основе. См. также Алюминиевая бронза. Алюминиевая латунь. Алюминиевый чугун, Алюми-нирование, Алитирование. [c.66]

    Алитирование хромистых сталей позволяет значительно расширить область их применения при повышенных температурах в агрессивных средах, содержащих сероводород. Коррозионная стойкость алитированных 3%-ных хромистых сталей в чистом сероводороде при 500—550 °С выше коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т. Для изготовления трубчатых змеевиков печей, а также для коммуникационных трубопроводов и пучков трубчатых теплообменников в США и некоторых других странах на установках гидроочисткн нефтепродуктов используют в промышленном или опытном масштабе алитированные трубы из стали 15Х5М взамен труб из дорогой стали типа 18—8. Опыт подтверждает целесообразность такой замены материала. [c.27]

    Исследования водородопроницаемости при повьипенных температурах стали марки 12Х18Н9Т с алитированными, борированными, хромированными слоями показали, что эти покрытия – эффективный барьер потоку водорода. Для стали с алитированным покрытием толщиной 90 мкм температурная зависимость водородопроницаемости в интервале 800-550 °С линейна, энергия активации на этом участке составляет Ер = 158 кДж/моль, что несколько выше, чем у непокрытой стали ( р = 122 кДж/моль), водородопроницаемость снижается почти в 5 раз. У борированных образцов с толщиной слоя 80 мкм наблюдается снижение водородопронииэемости в 13 раз при температуре 800 °С и в 70 раз при температуре 400°С энергия активации “р = 168 кДж/моль. [c.64]

    Для повышения надежности работы трубчатых печей в условиях повышенной ванадиевосернистой коррозии рекомендуется крепление радиантных труб и конвекционной решетки выполнять из сталей 25Х23Н7СЛ с предварительным алитированием. Кроме того, значительное снижение ванадиевосернистой коррозии может быть достигнуто по ачей в газовый поток доломитовой пыли или введением в мазут присадки ВТИ-4ст (39]. По данным Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского, введение присадки ВТИ-4ст позволяет  [c.216]

    Диффузионные покрытия (алитирование) получают барабанной обработкой в атмосфере водорода при температуре около 1000 °С в смеси алюминиевого порошка, AljOa и небольшого количества Nh5 1. Получается поверхностный сплав алюминия с железом, который обеспечивает стойкость как к высокотемпературному окислению на воздухе (до 850—950 °С), так и к коррозии в серу-содержащей атмосфере (например, при очистке нефти). Диффузионные алюминиевые покрытия на стали обычно не обеспечивают [c.242]

    При термодиффузионном способе нанесения покрытия изделие помещают в смесь, содержащую порошок металла покрытия. При повышенной температуре происходит диффузия наносимого металла в основной металл. Таким путем получают покрытия алюминием (алитирование) и цинком. Иногда покрытия наносят при реакциях в газовой фазе. Например, при пропускании парообразного СгСЬ над поверхностью стали при 1000 °С образуется поверхностный сплав Сг—Ре, содержащий до [c.236]

    Покрытие наносят в герметически закрытом контейнере. Очи-щенные металлические изделия погружают в порошок, содержащий металл покрытия. В течение нескольких часов контейнер нагревается при температуре, близкой (но меньшей) точке плавления металла. Цинковые покрытия, нанесенные на сталь, называются шерадизационными. Диффузионный слой представляет собой сплав, содержащий 8—9% железа в цинке. Алюминиевые покрытия на стали или меди называют алитиро-ванными. На них образуется окись алюминия во всех поверхностных слоях с содержанием алюминия более 8%. Эта окисная пленка обеспечивает высокую сопротивляемость действию коррозии, но сильно охрупчивает поверхностные слои, поэтому после алитирования необходимо подвергнуть изделие отжигу. [c.105]

    Диффузионное алюминирование (алитирование). Алитиро-ванные нелегированные стали широко применяются вместо термоустойчивых высоколегированных сталей. [c.106]

    Длительные испытания труб с различными диффузионными покрытиями — борирование, алитирование и хромоалитирова-ние — показали, что они не вызывают повышения коррозионной стойкости труб из стали 12Х1МФ при эксплуатации в нижней радиационной части и в пароперегревателе парогенераторов. Указанный результат получен в парогенераторах с различными видами топлива сернистый мазут, антрацитовый штыб и эстонский сланец. [c.245]

    Жидкостное алитирование или, как его называют, алюминирование не оказало заметного влияния на предел выносливости образцов из стали 45 в воздухе и увеличило условный предел коррозионной выносливости образцов в 3 %-ном растворе Na I с 50 до 160 МПа. Аналогичное повыше- [c.185]

    В практике 3. от к. широко применяют поверхностное легирование недорогих сплавов, имеющих хорошие мех. характеристики. Повер.хностный слой обычной стали можно превратить в сплав с высокой коррозионной стойкостью путем нагрева в порошкообразной шихте, содержащей Zn (диффузионное цинкование). А1 (алитирование) нли Сг (хромирование), иногда со спец. активирующими добавками. Можно также п 1акнровать дешевый малостойкий материал тонким слоем более коррозионностойкого, напр, путем совместной горячей прокатки двух листов до нужной толщины образчюшегося биметалла . [c.165]

    По характеру изменения хим. состава обрабатываемого изделия л.-т. о, можно разделить на диффузионное насыщение неметаллами или металлами и диффузионное удаление элементов (чаще всего углерода в слабоокислит. среде или водорода в вакууме). Разновидности Х.-т. о. цементация- насыщение гл. обр. стальных изделий углеродом азотирование – насыщение азотом стали, сплавов на основе Ti и тугоплавких металлов оксидирование-окисление поверхностных слоев алюминиевых и магниевых сплавов цианирование и нитроцементация -одновременное насыщение углеродом и азотом стальных (чудных) изделий соотв. из расплава солей и газовой фазы борирование – насыщение бором изделий из стали, сплавов на основе Ni, Со и тугоплавких меташюв силициро-вание – насыщение кремнием алитирование – насыщение алюминием гл. обр. сталей, реже чугунов и сплавов на основе Ni и Со хром ирование и цинкование-насыщение стали соотв. хромом и цинком меднение-насыщение медью изделий из стали. Из всех видов Х.-т. о. наиб, широко используют насыщение стали углеродом и азотом. Углерод и азот быстро диффундируют в железо, образуя при этом твердые р-ры, карбидные и нитридные фазы, резко отличающиеся по физ.-хим. св-вам от железа. [c.230]

    Диффузионное насыщение стали алюминием является одним из самых надежных способов защиты от действия кислорода при высоких температурах. Алитированые изделия могут использоваться вместо жаростойких сталей. [c.277]

    Для защиты сталей от окисления используются термодиффузиоыные способы упрочнения поверхности металлов (хромирование, алитирование, силицирова-ние) [50]. [c.138]


Алитирование стальных деталей – Энциклопедия по машиностроению XXL

Для мелких деталей применяют жидкое алитирование. Детали погружаются на 40—90 мин при температуре 750—800° С в расплав А1, насыщенный Ре (7—8%). Ре вводится для предупреждения интенсивного растворения стальных деталей в жидком А1. Глубина слоя достигает 0,2—0,3 мм. Недостатком жидкого алитирования является повышенная хрупкость слоя вследствие пересыщения А1.  [c.150]

Химико-термическая обработка стальных деталей основана на поверхностном насыщении стальных деталей углеродом, азотом, алюминием, бором (цементирование, азотирование, алитирование, борирование). Она значительно повышает долговечность деталей, их контактную и усталостную прочность. Напряжения изгиба при хрупком разрушении и предел прочности получаются максимальными при поверхностном содержании углерода 0,8—1,0%. Наиболее высокий предел выносливости имеют детали, диффузионный слой которых состоит из мелкоигольчатого мартенсита и мелких карбидов 9—66 129  [c.129]


Покрытие алюминием (алитирование) также широко применяется для стальных деталей, работающих при повышенных температурах. При этом методе на поверхность детали, изделия или конструкции наносят расплавленный металл. Применяется он тогда, когда другие методы покрытия не приемлемы.  [c.40]

Жидкое алитирование осуществляется погружением стальных деталей в печь-ванну с расплавленным алюминием при 750—800° С и выдержкой 45 — мин. Толщина алитированного слоя равна 0,20—0,35 жл. Последующий диффузионный отжиг при 900—1000° С увеличивает толщину алитированного слоя до 1,0 мм.  [c.187]

Алитирование заключается в насыщении поверхностей стальных деталей алюминием. Эта операция производится при температуре 900—1050° С.  [c.19]

Хлорное железо в виде газа уходит из ящика, а атомарный алюминий, отлагаясь на поверхности стальных деталей, диффундирует в глубь металла, образуя алитированный слой. После г алитирования детали подвергаются диффузионному отжигу при температуре около 1000° с выдержкой 4—6 ч. В результате отжига содержание алюминия в поверхностном слое снижается, что уменьшает хрупкость алитированного слоя.  [c.165]

Алитирование — это процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей алюминием.  [c.85]

Следовательно, при 1173 К можно алитировать железо и стали в иодидной среде циркуляционным методом без разъедания насыщаемой поверхности. Однако вывод, сделанный в гл. I, относительно скоростного нагрева до температуры алитирования или ввода йода в рабочую камеру установки после нагрева стальных деталей в этом случае также справедлив, и указанные предосторожности желательно соблюдать.  [c.34]

Алитирование — процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей алюминием. Алитирование проводится с целью повышения жаропрочности, окалиностойкости и коррозионной устойчивости стальных деталей.  [c.30]

Алитирование — насыщение поверхностного слоя стали алюминием с целью повышения жаростойких свойств стальных деталей (выхлопных коллекторов двигателей и тому подобных деталей).  [c.205]

Алитирование — насыщение поверхностных слоев стальных деталей алюминием, в результате которого поверхность деталей получает высокую окалиностойкость в условиях непосредственного контакта с пламенем (колосники, печная арматура, муфели, лопатки газовых турбин, части газогенераторов и др.), — производится в среде специальной али-тирующей смеси при температуре 950—1050° С.  [c.31]


Во многих странах освоено промышленное производство алитированных изделий в СССР — алитированных труб [Л. 18], в США — алитированной стальной ленты и проволоки [Л. 13], в Великобритании — алитированной стальной ленты [Л. 17], в ФРГ — алитированных листов [Л. 17], в ПНР — алитированных деталей и полуфабрикатов [Л. 12].  [c.14]

Насыщение алюминием (алитирование) в порошках считается одним из самых надежных и, главное, простых методов повышения жаростойкости стальных деталей.  [c.50]

Распространенными видами химико-термической обработки являются цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация (алитирование, хромирование и т. д.). Сущность этой обработки заключается в том, что при повышении температуры происходит диффузия атомов вещества, окружающего стальную деталь, в ее поверхностные слои, в результате чего изменяются химический состав и свойства поверхностных слоев.  [c.41]

Алитированием называется процесс насыщения поверхности стальных деталей алюминием с целью повышения коррозионной стойкости.  [c.41]

Цветные металлы—медь, олово, цинк, свинец, алюминий, серебро, золото, платина, хром и т. д.—в чистом виде не нашли в машиностроении большого применения. Они применяются в основном в виде сплавов (латунь—медноцинковый сплав, бронза—безоловянная и оловянная, алюминиевые сплавы и т. д.), которые обладают лучшими физико-механическими свойствами, чем каждый из этих металлов в отдельности. Цветные металлы (за исключением сплавов) используют для покрытия металлических поверхностей в целях защиты материала от коррозии (лужение, цинкование и т. д.), повышения поверхностной твердости, износостойкости и антикоррозионных свойств стальных деталей (хромирование и т. д.), или повышения их жаростойкости (алитирование, т. е. насыщение поверхностного слоя стали алюминием) и т. д.  [c.13]

Обмотка, сверление нипелей, нарезка резьб (на автоматах). 4) Маркировка корпусов путем накатки. 5) Выточка головок С. з. 6) Выточка внутреннего стержня из круглой стержневой стали и нарезка. 7) Нарезка центральных и боковых электродов из проволоки (никелевой, железной, алитированной и т. д.). 8) Отжиг электродов (никелевых). 9) Приварка или запрессовка электрода к центральному стержню. 10) Штамповка прокладочных колец и шайб. И) Штамповка уплотнительных колец, закладка асбестового шнура. 12) Чернение и хромирование корпусов, нипелей для предохранения от ржавчины. 13) Приварка или присадка боковых электродов к корпусу. В) М о н т а ж. Г) И с п ы т а н и е С. 3. состоит а) В наружном осмотре и проверке размеров 1) Свеча и ее детали должны по своему внешнему виду свидетельствовать об аккуратности выполнения. Резьба ввертной части не должна иметь разрывов и заусенцев. Небольшие риски допустимы. Наружная поверхность стальных деталей д. б. защищена от коррозии каким-либо надежным способом. 2) Электроды С. з. и все соединения д. б. надежно закреплены, чтобы не могло быть расшатывания и выпадения от действия температурных деформаций или вибраций во время работы мотора. Размеры С. з. должны соответствовать данным габаритного чертежа и таблицы допусков на резьбу ввертной части, рабочим чертежам деталей свечи с указанными в них производственными допусками, сборочным чертежам с указанными в них монтажными допусками. Проверка размеров и допусков производится соответствующими предельными калибрами. Резьба ввертной части проверяется предельными резьбовыми калибрами, выверенными по точным оптич. измерительным приборам Главной палаты мер и весов или заводской лаборатории. Искровой промежуток электродов проверяется щупами, б) В проверке герметичности. При испытании на герметичность свечу ввертывают или закрепляют иным способом в баллон, в котором устанавливается давление воздуха 20 aim манометрических. Наружную часть С. 3. погружают в стеклянный сосуд с керосином или костяным маслом и в течение 1 мин. наблюдают—не выделяются ли  [c.184]

Процесс алитирования состоит в насыщении поверхности стальных деталей алюминием, что значительно повышает их жароупорность.  [c.30]


Алитирование — насыщение поверхности стальных деталей алюминием с целью повышения жароупорных свойств.  [c.12]

Метод жидкостного алитирования имеет следующие недостатки необходима более тщательная подготовка поверхности детали перенасыщение поверхности детали алюминием, имеющее место при этом методе, вызывает хрупкость алитированного слоя, низкую стойкость стальных тиглей, в которых плавится алюминий, неизбежное растворение в жидком алюминии стальных деталей, погружаемых в него, и обильное налипание алюминия на поверхность деталей.  [c.15]

При гальваническом нанесении покрытия слой цинка должен достигать 30. .. 40 мкм, при горячем цинковании 60. .. 90 мкм. В последнем случае значительно облегчается процесс нанесения слоев алюминия, особенно на мелких деталях. Для сталей аустенитных (12X18Н9Т и т.п.) али-тирование возможно после механической очистки без применения флюса. Оптимальный (по прочности соединения) режим алитирования – температура алюминиевой ванны 750. .. 800 °С. Время выдержки при алити-ровании – до 5 мин (в зависимости от размеров детали). Возможно также алитирование стальных деталей с применением токов высокой частоты.  [c.500]

Наибольшее применение алюминий получил в электротехнической промышленности в качестве материала для изготовления проводов по сравнению с медью стоимость алюминиевых проводов ниже, а вес их меньше. Алюминий применяется также как раскислитель при производстве стали, для алитирования стальных деталей с целью повышения их коррозионной устойчивости и жаропрочности, для плакирования, при алюмотермической сварке, для изготовления посуды. В связи с низкой твердостью и прочностью чистый алюминий как машиностроительный материал не применяется.  [c.229]

Алитирование стальных деталей методом Алпид дает возможность во многих случаях заменить дорогостоящие специальные стали и сплавы. Напри.мер, теплообменники танков в США, детали патрубков дизельных двигателей, ранее изготовлявшиеся из нержавеющей стали, сейчас производятся из углеродистой стали с последующи.м алитированием. Это позволило на каждом пат-трубке сэкономить до 1 кг никеля и до 1,8 кг хрома.  [c.18]

Алитирование Насыщение поверхностного слоя стали алюминием Жаропрочность стальных деталей, работающих при температуре до 850—900= Чехлы термопар, реторты для цианирования, тигли соляных ванн, топливни- ки газогенераторов, чугунные колосники. 1  [c.138]

Алитирование. Алитирование заключается в насыщении поверхностного слоя алюминия при высоких температурах в среде, содержащей алюминий. В поверхностном слое металла образуется 6-твердый раствор железа с алюминием. Диффузия может производиться либо путем непосредственного соприкосновения стальных деталей (железа) с расплавленным алюминием, либо посредством летучего алюминиевого соединения (А1С1з) с разложением его и выделением активной частицы А1.  [c.258]

Алитирование — процесс насыщения поверхности стальных деталей алюминием в целях повышения окалиностой-кости при температуре 700—900° С и выше и коррозионной стойкости. Чаще всего алитироваинго подвергают малоуглеродистую сталь. Алитирование стали проводят в порошкообразных смесях, состоящих из 50% алюминия,  [c.406]

Алитирование — диффузионное насыщение поверхностного слоя стали алюминием в соответствующей среде. Основная цель процесса — получение высокой жаростойкости поверхностей стальных деталей. Алитирование осуществляют в порошкообразных смесях, ваннах с расплавленным алюминием при температурах 700-800 °С в течение 45-90 мин, а также напылением с последующим диффузионным отжигом при 900-1000 °С. Толщина алити-рованного слоя 0,2-1 мм. Алитированию подлежат детали газогенераторных машин, чугунные колосники, цементационные ящики, чехлы термопар и другие детали из низко- и среднеуглеродистой стали, специальной стали и серого чугуна.  [c.229]

Газовое алитирование осуществляется в горизонтальных ретортах, одну половину которых нагревают де 600° Сив нее помещают куски ферроалюминия или смесь, состоящую обычно из 45% порошка алюминия, 45% AI2O3 и 10% Nh5 I, а другую половину нагревают до 900—1000° Сив нее помещают детали. Через реторту непрерывно пропускают водород, хлор или хлористый водород. Газы, проходя над ферроалюминием или алитирующей смесью, образуют хлористый алюминий. Последний взаимодействует с железом стальных деталей, образуя атомарный алюминий по приведенной выше реакции. Атомарный алюминий адсорбируется поверхностью стальной детали, а затем диффундирует во внутренние слои,  [c.187]

При электролитическом алитировании стальные детали погружают в ванну с расплавленными солями (50% AI I3 и 50% Na I) при 700—800° С. Детали включают в цепь постоянного тока в качестве катодов, а расплавленный алюминий, находящийся на дне ванны, является анодом. При плотности тока 0,5—1,0 и температуре ванны 800° С за 4 ч толщина слоя достигает 1,5 мм. Последующий отжиг деталей увеличивает толщину упрочненного слоя.  [c.188]

Диффузионная металлизация осуществляется путем нагрева и выдержки стальных деталей в контакте с твердой или газовой металлосодержащей средой. Диффузионная металлизация создает поверхностную окалиностойкость, коррозиоустойчивость, а также износостойкость и твердость. Несмотря на это диффузионная металлизация не получила еще достаточного практического применения из-за высокой температуры и длительности процесса. Пока можно считать внедренным в производство только процесс насыщения алюминием — алитирование, тогда как остальные процессы — хромирование, сили-цирование и т. д. — только начинают применяться.  [c.273]

Алитирование состоит в насыщении поверхностного слоя стальных деталей алюминием. Алитирование применяется для деталей, работающих при высоких температурах колосников, деталей термических иечей, экономайзерных труб, цементационных ящиков и т. п.  [c.207]


Алитирование. Алитирование, т. е. насыщение поверхностного слоя стальных деталей алюминием, применяется для повышения их окалиностойкости. Алитированию подвергаются детали, работающие при высоких температурах колосники, тигли, муфели, цементационные ящики, части газоге-лераторов, экономяйзерные трубы. Нашло себе применение алити-  [c.193]

В ящике при температуре хромирования происходят реакции, сходные с теми, которые происходят и при алитировании сначала образуется газообразный хлористый хром СгСЬ, который на поверхности стальных деталей вступает в реакцию с железом  [c.195]

Химико-термическая обработка — процессы, протекающие с диффузионным насыщением поверхностных слоев стальных деталей различными элементами при этом хилшческий состав поверхностного слоя изменяется. С этой целью применяют цементацию (науглероживание), азотирование, цианирование, алитирование, хромирование, силицирование.  [c.204]

Алитированне применяют для повышения окалино-стойкости чугунных и стальных деталей газогенераторных машин, металлургических ковшей, лопаток газотурбинных двигателей, клапанов газораспределения, работающих при высоких температурах в агрессивных газовых и жидких средах. Глубина алитированного слоя (0,02— 0,8 мм) зависит от вида процесса и времени выдержки.  [c.132]

Технология цементации. Конструкция цементационных ящиков оказывает большое влияние на продолжительность процесса цементации и качество цементуемых деталей. К цементационному ящику предъявляются следующие требования 1) форма ящика должна приближаться к форме цементуемых деталей 2) должен быть обеспечен наиболее быстрый прогрев деталей 3) рабочее пространство печи должно использоваться эффективно. Для цементации применяют прямоугольные ящики (наибольшие размеры ящика 250x500x300 мм). Ящики изготовляют из стали, чугуна и жаростойких сплавов стойкость сварных ящиков до 150—200 ч, литых (стальных и чугунных) — 250—500 ч, из жаростойких сплавов — 4000—6000 ч. С целью повышения стойкости цементационные ящики целесообразно подвергать алитированию. Упаковка деталей в цементационный ящик производится следующим образом (рис. 90).  [c.112]

Алитирование — процесс насыщения поверхностного слоя стали алюминием для повышения жаростойкости (окалиностойкости) и сопротивления атмосферной коррозии стальных деталей. Алитированные детали имеют необходимую стойкость при нагреве до 900° С. Жаростойкость алитированной стали объясняется тем, что при нагреве в окислительной среде поверхность алитированного слоя окисляется, образуется плотная пленка окиси алюминия (AlgOg), которая и предохраняет от окисления основной металл. Алитирование проводится в порошкообразных смесях, в ваннах с расплавленным алюминием, в газовой среде и распыли-ванием жидкого алюминия.  [c.162]

Кроме термообработки, стальные детали могут подвергаться химико-термической обработке, т. е. процессам, протекающим с диффузионным насыщением поверхностных слоев деталей различными элементами при этом изменяется химический состав поверхностного слоя (цементация, цианирование, алитирование, хромирование, силициро-вание). Цементация применяется для упрочнения зубчатых колес, кулачковых шайб, распределительных и других валов, пальцев поршней, тарелок клапанов и других деталей. При азотировании (насыщении поверхности детали азотом) резко повышается коррозионная стойкость, износостойкость и усталостная прочность стальных деталей. Твердое азотирование (для сталей, содержащих алюминий, типа 38ХМЮА) повышает износостойкость и усталостную прочность и применяется в производстве дизельной аппаратуры, измерительного инструмента, гильз цилиндров, зубчатых колес, коленчатых валов, шпинделей токарных станков. Антикоррозионное азотирование применяется для деталей, подвергающихся коррозии и воздействию переменных напряжений (например, пружины, насосные штанги и др.).  [c.33]

Существуют и другие способы поверхностной химико-термической обработки стальных деталей насыщение поверхностного сло5Г хромом (хромирование), алюминием (алитирование) и др. Эпг способы называют диффузионной металлизацией. Онг увеличивают антикоррозийность, жаростойкость и износоетойкость. поверхностей стальных деталей.  [c.31]

Алитирование в расплавленном алюминии выгодно отличается от алитирования в порошкообразных смесях (табл. 50—51) кратковременностью, более низкой температурой и простотой осуще1-твления операции. Недостатки процесса налипание алюминия на поверхность деталей, малая устойчивость тиглей, в которых расплавляется алюминий, и небольшое растворение стальных деталей в алюминии.  [c.293]

Железо вводят в ванну в виде железной или стальной стружки для уменьшения растворения стальных деталей в расплавленном алюминии. Преимущества алитирования в расплавленном алюминии низкая температура, малая продолшительность процесса, простота осуществления. Недостатки налипание алюминия на поверхность деталей, малая устойчи-ввсть стальных тиглей, в которых расплавлен алюминий.  [c.646]


технология и методы поверхностного насыщения стали алюминием

Применение

Учитывая результаты цианирования, а именно придаваемые им свойства, данный способ обработки используют для подверженных значительным нагрузкам в процессе эксплуатации стальных деталей. К ним относят, например, шестерни и валы. Для данных предметов, а особенно их сердцевин, предъявлены повышенные требования не только к прочности, но и к вязкости. Эти характеристики и придает цианирование.

Область применения данной технологии обработки определяется ее типом. Так, низкотемпературную нитроцементацию используют для быстрорежущих сталей, цианирование — для среднеуглеродистых, быстрорежущих, высокохромистых сталей, а высокотемпературный способ — для шестерен и прочих деталей различных механизмов из простых углеродистых, легированных, средне- и низкоуглеродистых сталей. Кроме того, жидкое высокотемпературное цианирование может применяться с целью придания деталям товарного вида, так как, благодаря такой обработке, на поверхности образуется матовая текстура. Причем для этого нужно нагреть их в цианистой ванне без выдержки.

Достоинства, недостатки

При выборе способа обработки необходимо учитывать толщину изделий, так как тонкие предметы, подвергнутые цианированию, могут иметь большую хрупкость, чем обработанные по технологии обычной цементации детали. Это является недостатком рассматриваемой технологии. Кроме того, в результате такой обработки изменяются свойства не всего материала, а лишь его поверхностного слоя толщиной до 1,6 мм. Наконец, в ходе цианирования необходим постоянный контроль степени науглероживания и азотирования рабочей среды.

Основной положительной особенностью рассматриваемой технологии обработки является относительно невысокий температурный режим. Во-первых, это упрощает осуществление благодаря отсутствию необходимости охлаждения изделия по завершении. Во-вторых, повышает надежность оборудования, снижая его износ. В-третьих, не вызывает деформации обрабатываемых предметов. К тому же в подвергнутом цианированию материале содержится остаточный аустенит, способствующий улучшению многих параметров стали, а именно возрастает ударная вязкость поверхностей, стойкость к износу, прочность на изгиб, пластичность. Кроме того, цианирование повышает твердость (до 58 — 62 HRC) и контактную выносливость материала. Также подвергнутые газовому цианированию детали отличаются улучшенной прокаливаемостью благодаря повышению устойчивости аустенитной структуры стали. Так, например, низколегированную сталь после такой обработки можно закаливать в масле.

Из минусов можно выделить следующее

1. Сложность производства. Алюминиевые детали требуют технологически сложных способов крепления (клепка, лазерная сварка, болтовые соединения), кроме того все они предусматривают наличие дорогостоящего оборудования и материалов.

2. Дорогостоящий и проблематичный ремонт. Сварка алюминиевых деталей предусматривает наличие либо лазера, либо аргонной сварки. Сам сварщик должен обладать огромным опытом сварки, поскольку именно от этого зависит исход всего ремонта и возможности или невозможности дальнейшего использования алюминиевой детали. Кроме прочих неприятностей, такие работы будут стоить в разы дороже по сравнению с аналогичными работами, но с использованием обычной сварки и стали.

3. Цена. Высокая стоимость алюминия по сравнению с обычной сталью так или иначе сказывается на конечной стоимости изделия. Авто с полностью алюминиевым кузовом может стоить в полтора-два раза дороже, чем аналогичное авто с полностью металлическим каркасом.

4. Конфигурация и формы деталей. Изготовление полностью алюминиевого кузова накладывает на производителя определенные обязанности. Например, для придания деталям прочности их приходится усиливать дополнительными ребрами жесткости или делать более объемными, в итоге конструкция может получиться не такой компактной и привлекательной как этого хотелось бы

В качестве примера и доказательства предлагаю обратить внимание на два велосипеда — полностью алюминиевый и полностью стальной. Рамы будут отличаться не только весом, но и диаметром трубок, использованных в их производстве. 5

Хорошая проводимость шума. В данном случае слово «хорошая» является недостатком, я думаю вы понимаете о чем я? Чем лучше металл проводит шум, тем больше его будет в салоне алюминиевого авто, думаю так понятнее? Такая особенность требует дополнительных слоев шумоизоляции, которая увеличивает вес автомобиля, а также стоит немалых денег. В итоге, такой автомобиль либо на конвейере получит хорошую «шумку» и вместе с тем получится более дорогим, либо будет поставляться «как есть», а все затраты на шумоизоляцию лягут на ваши плечи, и признаться потянут не мало денежных средств

5. Хорошая проводимость шума. В данном случае слово «хорошая» является недостатком, я думаю вы понимаете о чем я? Чем лучше металл проводит шум, тем больше его будет в салоне алюминиевого авто, думаю так понятнее? Такая особенность требует дополнительных слоев шумоизоляции, которая увеличивает вес автомобиля, а также стоит немалых денег. В итоге, такой автомобиль либо на конвейере получит хорошую «шумку» и вместе с тем получится более дорогим, либо будет поставляться «как есть», а все затраты на шумоизоляцию лягут на ваши плечи, и признаться потянут не мало денежных средств.

6. Ремонтопригодность. Алюминиевый кузов сложно ремонтировать, а желающих или проще сказать способных его выполнить не так уж и много, причина — алюминиевый кузов сложно ремонтировать! После удара или деформации алюминиевые детали и конструкции очень сложно восстановить, поскольку происходит нарушение структуры металла. По этой причине ремонт таких деталей или конструкций нередко просто невозможен или просто нерентабелен, и заканчивается полной заменой.

Как видите, такой, на первый взгляд, идеальный и безупречный материал имеет немало недостатков, о которых простые обыватели даже не подозревают. Наверное, именно по этой причине большинство из них так рьяно отстаивают свою точку зрения, доказывая, что алюминиевый кузов — это сущее добро и сплошной «плюс». Ну что ж, как говорится, каждому свое, надеюсь вы после прочтения данного материала не будете одним из таких «знатоков» и перед тем как купить автомобиль с алюминиевым кузовом, взвесите все положительные и отрицательные стороны этого непростого материала.

Текст: АвтоПульсар.

Технология и методы алитирования

Диффузионное алитирование проходит при температуре от 700 до 1100 градусов Цельсия. Оптимальные режимы обработки выбираются в зависимости от особенностей обрабатываемого материала. Выделяют несколько наиболее распространенных технологий химико-термического воздействия:

Алитирование в порошкообразных смесях проводится использовании металлических ящиков. Заготовка помещается в твердый карбюризатор. При этом приготовленная смесь может использоваться многократно, что делает данную технологию экономически выгодной. Температура алитирования стали в данном случае выдерживается в пределе от 950 до 1050 градусов Цельсия, процесс занимает от 6 до 12 часов. Максимальная глубина проникновения алюминия составляет 0,5 миллиметров. Используемый состав представлен алюминиевой пудрой, порошка и определенных добавок. Добавки представлены окисью алюминия и молотой глиной, а также хлористыми разновидностями аммония и алюминия. В некоторых случаях процедура затягивается до 30 часов, что делает ее экономически не выгодной. Данный метод применим в случае сложной конфигурации детали, так как изменение поверхностного этапа проводится поэтапно. Изменение состава поверхностного слоя порошкообразной смесью – самый дорогой метод из всех применяемых.
Алитирование напылением проводится в случае, если нужно сократить время проведения данной операции. Данная технология алитирования определяет воздействие относительно невысокой температуры, около 750 градусов Цельсия, требуется порядком одного часа для проникновения алюминия на глубину 0,3 миллиметра. Достоинства данного метода заключается в быстроте исполнения, но нельзя его использовать для получения износостойких ответственных деталей, так как поверхностная пленка очень тонкая. Поверхностное насыщение стали рекомендуют проводить при массовом производстве. Прочность сцепления напыляемого слоя в этом случае невысокая, составляет 0,2-2 кг/мм 2 . Также особенности данной технологии определяют высокую пористость структуры.
Металлизация с последующим обжигом проводится при нагреве детали до температуры 900-950 градусов Цельсия, длительность нагрева составляет 2-4 часа. Данный метод существенно уступает предыдущему, так как получаемый слой имеет толщину не более 0,2-0,4 миллиметров, а расходы повышаются по причине существенного увеличения времени нагрева. Однако его часто применяют в случае, когда нужно получить деталь с прочной и твердой поверхностью, которая будет подвергаться существенным нагрузкам. Это связано с тем, что проводимый отжиг позволяет снизить показатель хрупкости, повысив прочность.
Алитирование в вакууме предусматривает нанесение покрытия путем испарения алюминия с его последующим осаждением на поверхности изделия. Толщина получаемого покрытия незначительно, но вот достигаемое качество одно из самых высоких. Для нагрева среды проводится установка специальных печей, которые способны раскалить подающийся состав до температуры 1400 градусов Цельсия. Высокое качество покрытия достигается за счет равномерного распределения алюминия по всей поверхности. Технология в данном случае предусматривает предварительный нагрев поверхности до температуры от 175 до 370 градусов Цельсия. Следует уделять много внимания предварительной подготовке детали, так как даже незначительная оксидная пленка становится причиной существенного снижения качества сцепления поверхностного и внутреннего состава. Высокая стоимость процесса и его сложность определяют применимость только при производстве ответственных деталей.
Алитирование методом погружения пользуется большой популярностью по причине того, что покрытие наносится в течение 15 минут. При этом оказывается относительно невысокая температура: от 600 до 800 градусов Цельсия. Кроме этого данный метод один из самых доступных в плане стоимости. Суть процедуры заключается в погружении заготовки в жидкий алюминий, нагретый до высокой температуры. При этом получается слой толщиной от 0,02 до 0,1 миллиметра

Особое внимание уделяется подготовке среды, в которой будет проводится процесс изменения химического состава поверхностного слоя.

Микроструктура вставки, алитированной по оптимальному режиму

Есть и другие методы внесения алюминия, которые позволяют изменить основные эксплуатационные качества заготовок.

Наиболее распространенным дефектами называют нарушения однородности структуры, появления зоны коррозионного поражения, отклонение требуемого химического состава и так далее.

Долговечность изделия в зависимости от толщины алитированного слоя

Виды металлизации

Металлизация поверхностей производится различными методами. Выбор метода зависит от технологии нанесения и используемого при этом оборудования.

В таблице приводятся способы нанесения металлического слоя и наносимые металлы, и их сплавы.

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ
Группа 1Группа 2
Подгруппа 2аПодгруппа 2б
Электротехнические покрытияХром, цинк. Медьсплавыникель-кобальтхром-никельбронза и прочиеПлакирование, в том числе нанесение покрытия взрывомМедь, алюминий, серебро, вольфрам, латунь, бронза, нержавеющая стальДиффузионное нанесение элементовАлюминий, цинк, молибден и прочие
Плазменное напылениеВольфрам, никель, хром, Al2O3, ZrO2, MoSi2, WC, NbC, ZrB2
Распыление (пульверизация) электродуговым, газопламенным методомАлюминий, серебро, медь, золото, бронза, латунь, стальОкунание в расплавленный металлЦинк, свинец и прочие
ЭлектрофлрезВольфрам, молибден, кобальт и прочиеДиффузионное нанесение сплавовХром-алюминийАлюминий-хром-кремнийТантал-алюминийи прочие
Вакуумное нанесение на нагретую поверхностьХром, титан, оксиды алюминия, циркония и прочие
Химическое нанесениеМедь, ртуть, платина и прочиеЭлектротехнические покрытия с отжигомХром, никель, кадмий
Вакуумное нанесение на холодную поверхностьZn, Cd, Al, Ti, Cr, Au, Ag, Pt, Cu, Sn, W, Mo, TaZn-Al, Pb-ZnPb-Cd и прочиеОсаждение чистых металлов из соединений карбонатов в газовой средеCr, Co, W, Ni, Mo, Ta и прочие
Катодное распылениеЗолото, серебро, платина, танталОсаждение карбидов, нитридов, силицидов, боридов из газообразного состоянияTiC, NbC, W2C, HfC, ZrN, TaN, MoSi2, CrSi2, TaB2, NiB2 и прочие

Из широкого спектра методов следует рассмотреть несколько, которые часто используются на производствах.

Вакуумная металлизация


Формирование наносимого слоя металла в вакууме отличается эффективностью и универсальностью. С его помощью металл можно наносить на любой материал. Во время вакуумной металлизации с металлом, предназначенным для нанесения, происходит ряд превращений, связанных с переходом из одной фазы в другую. Так можно выделить:

  • испарение;
  • конденсирование;
  • адсорбция;
  • кристаллизирование.

Во время процедуры протекает множество физических и химических процессов. Производительность вакуумного метода зависит от типа поверхности, наносимого материала, потока распыленных атомом и прочих.

Вакуумная металлизация

Оборудование, применяемое при вакуумной технологии, делится на три типа:

  1. непрерывного действия;
  2. полу непрерывного действия;
  3. периодического действия.

Различные типы оборудования позволяют его применять как при массовом производстве, так и при единичном изготовлении деталей.

Газовая металлизация


В основе метода газовой металлизации лежит распыление расплавленного металла. С помощью кислородно-ацетиленового пламени начинает плавиться проволока, подаваемая в зону нагрева. Расплав сжатым воздухом удаляется из зоны нагрева и переносится на поверхность. Мелкие капли расплава, соударяясь с поверхностью, становятся плоскими, что обеспечивает лучшую сцепляемость.

Газовая металлизация — схема

На рисунке показана схема головки распылителя. Где по каналу 1 подается кислородно-ацетиленовая смесь, через сопло 2 выходит расплавленный металл, а через камеру 3 выталкивается наружу расплав.

Цинкование


Цинкованием обеспечивается надежная защита от коррозии. Наносимый на поверхность слой содержит не менее 95% цинка. Цинкование проводится несколькими методами, среди которых можно выделить следующие:

  • горячее;
  • холодное;
  • гальваническое;
  • газотермическое;
  • термодиффузионное.

Какой метод использовать для нанесения цинка во многом зависит от того где и при кахих характеристиках будет эксплуатироваться деталь. Цинковое покрытие мягкое, поэтому во время эксплуатации на него не должны оказываться значительные механические нагрузки.

Плюсы и минусы диффузионного насыщения металлов

Применяя диффузионную металлизацию, в поверхностный слой металлического изделия можно внедрить практически любой диффундирующий элемент – это следует отнести к положительным аспектам метода.

Отрицательные же аспекты, которые не позволяют широко использовать такую обработку на предприятиях, следующие:

  • скорость диффузии очень мала и требует многих часов обработки;
  • поддержание высоких температур ведет к серьезным затратам энергии;
  • из-за повышенного нагрева деталь подвергается деформации;
  • полученный слой уступает по показаниям защиты слоям, получаемым менее затратными методами, например нитроцементацией.

Глушитель — Лада Приора Седан, 1.6 л., 2008 года на DRIVE2

Дошло дело до глушителя, звук стал громким да и дым шел отовсюду. Сначала думал его заварить и заклепать, но передумал и купил новый, а старый распели для любопытства!Полезная статья для тех кто собирается покупать глушитель.Главный критерий качества выпускной системы – это металл, из которого она изготовлена.Автомобильные глушители производятся из следующих материалов:— обычная сталь;— нержавеющая сталь;— алюминизированная сталь.Большая часть глушителей для иномарок сделана из алюминизированной стали. Этот материал более стойкий к коррозии, чем обычная сталь, хотя стоимость алюминизированного глушителя не намного выше стального. Именно по этой причине Европа полостью прекратила выпуск обычных стальных глушителей. В России глушители из черной стали выпускаются по сей день.Детали из обычной стали служат не более года, тогда как качественные алюминизированные глушители могут эксплуатироваться от 4 до 6 лет. Заметьте именно «качественные». К сожалению, есть и не качественные. Срок их службы не превышает одного года.

Проблема в том, что оценить качество алюминизированного глушителя на глаз невозможно. А вот от глушителя из «черной» стали можно отличить без труда. Детали из черной стали обычно окрашивают серебристой краской, а неокрашенные имеют черный цвет. Красят глушители лишь для того, чтобы они не заржавели до продажи. На этом полезные свойства покраски заканчиваются.

Качество глушителя можно оценить по следующим признакам:— внешний вид – глушитель по размеру и форме должен быть похож на оригинал;— вес – чем тяжелее глушитель, тем лучше;— качество сборки – на сварных швах не должно быть складок;— наличие штампа производителя – на детали должна быть не приклеенная бирка, а выдавленный прессом логотип.

Не стоит покупать глушитель: покрашенный серебрянкой, деформированный и имеющий сколы. Ну и, конечно, не стоит приобретать дешевый глушитель. Как правило, такие детали вообще не пригодны для эксплуатации.

Цена вопроса: 1 302 ₽ Пробег: 122000 км

www.drive2.ru

Технология сварки алюминия электродами

Технологию сварки алюминия электродами используют очень редко. Этот метод подойдет там, где нет возможности воспользоваться специальным оборудованием. То есть чаще его используют в полевых условиях или в маленьких мастерских, где финансово не могут себе позволить приобрести необходимое оборудование. В таком случае применение электродов может сократить и расходы, и время.

Существует несколько марок покупных электродов:

  • ОК – электроды по алюминию с примесью марганца или магния. Следует беречь от влаги, поэтому не стоит вынимать все стержни из упаковки.
  • ОЗАНА – здесь имеются две разновидности, которые немного отличаются в применении в зависимости от типа и сплава металла. Такие стержни применяются для горизонтальной и вертикальной сварки.
  • ОЗА – полностью состоят из алюминия и по производству похожи на самодельные стержни. Используются для соединения сплава алюминия с кремнием.
  • УАНА – по своему происхождению и свойствам предназначены для сварки алюминиевых сплавов, поддаются деформации.
  • ЭВЧ – применяются для сварки в среде, где в качестве защиты применяется аргон. Эти электроды полностью состоят из вольфрама.

Электроды для соединения алюминиевых деталей разнятся по своей стоимости, поэтому выбирая подходящий вариант, обратите внимание на характеристики, которые для вас имеют первостепенное значение. 1

1.

Ручная дуговая сварка алюминия покрытыми электродами (технология ММА).

Технология ручного соединения при помощи покрытых электродов используется для неответственных конструкций из чистого алюминия и его сплавов: AlSi, AlMg и AlMn. Этот метод подходит только для изделий толщиной менее 4 мм.

Недостатками данного способа соединения материала являются:

  • пористость и низкая прочность шва, что подразумевает невысокое качество соединения;
  • большое количество брызг расплавленного металла;
  • плохая отделяемость шлаковой корки, которая может вызвать коррозию.

Для выполнения работ необходим ток обратной полярности без поперечных колебаний

Важно грамотно произвести расчет силы тока по следующей формуле: 25–30 А на 1 мм электрода

Если вы хотите добиться высокого качества соединения, то желательно детали до начала сварочных работ разогреть до определенной температуры. Для тонких и средних по толщине деталей достаточно температуры +250…+300 °С. Крупным изделиям необходима температура до +400 °С.

Не забывайте, что оптимальная температура может быть указана производителем электродов. Если вы нашли такие данные, то лучше руководствоваться ими.

2.

Ручная дуговая сварка угольными электродами.

Технология сварки алюминия при помощи угольных электродов используется чаще всего для неответственных конструкций. Для данного вида работ понадобится постоянный ток прямой полярности.

Для габаритных изделий, толщина которых составляет более 2,5 мм, необходимо выполнять разделку кромок. Диаметр присадки должен быть в диапазоне 2–8 мм. Пастообразный флюс допускается наносить как на стержень, так и на рабочую поверхность.

3.

Ручная дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (технология AC TIG).

Это очень популярный способ соединения материалов, используемый тогда, когда необходимо получить очень прочное соединение с прекрасным внешним видом. Технология дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом основана на применении стержня диаметром 1,6–5 мм и присадки 1,6–4 мм.

Для выполнения работ по данной технологии необходима защитная среда из гелия или аргона. Электрическая дуга поддерживается источником переменного тока, что дает хорошие результаты при разрушении оксидной пленки.

  • Угол между электродом и рабочей поверхностью должен составлять 70–80°; между присадочной проволокой и электродом – 90°. Длина дуги – от 1,5 до 2,5 мм.
  • Присадка подается короткими возвратно-поступательными движениями. Поперечные движения электрода и присадочного прутка недопустимы.
  • Горелка движется вслед за прутком.
  • Под алюминиевое изделие следует класть прокладку из меди и стали, которая будет выполнять теплоотводящую роль. Это исключит образование дыр, особенно при работе с тонким металлом.
  • Размеры сварочной ванны должны быть минимальными.
  • Подача аргона начинается за 5–7 секунд до возбуждения дуги, а выключается через 5–7 секунд после ее обрыва.

Достоинства диффузионного насыщения металлов

Поверхность диффузионно-металлизированной детали обладает высокой жаростойкостью, поэтому жаростойкие изделия изготавливают из простых углеродистых сталей с последующим алитированием, хромированием и силицированием. Исключительно высокой твёрдостью (до HV 2000) и высоким сопротивлением абразивному износу обладают борированные слои, вследствие образования на поверхности высокотвёрдых боридов железа – FeB и Fe2B; однако борированные слои очень хрупкие. Сульфидирование – поверхностное насыщение стали серой. Для режущего инструмента стойкость повышается в 2–3 раза.

Науглероживание (цементация)

Это насыщение поверхности стальных предметов углеродом. Данная операция улучшает твердость, износостойкость, а также выносливость поверхности материала. Нижележащие слои остаются вязкими.

Предварительно необходима механическая обработка. Не цементируемые участки покрывают слоем меди либо обмазками.

Температурный режим определяется содержанием углерода в стали. Чем оно ниже, тем больше температура. Для адсорбирования углерода и диффузии в любом случае она должна составлять 900 — 950°С и выше.

Цементация стали

Таким образом, путем насыщения поверхности стальных деталей углеродом достигают концентрации данного элемента в верхнем слое 0,8 — 1%. Большие значения ведут к повышению хрупкости.

Цементацию осуществляют в среде, называемой карбюризатором. На основе ее фазы технологию подразделяют на газовую, вакуумную, пастами, в твердой среде, ионную.

При первом способе применяют каменноугольный полукокс, древесный уголь, торфяной кокс. С целью ускорения используют активизаторы и повышают температуру. По завершении материал нормализуют. Ввиду длительности и малой производительности данная химико-термическая технология используется в мелкосерийном выпуске.

Вторая технология предполагает использование суспензий, обмазок либо шликеров.

Газовую среду наиболее часто применяют при цементации ввиду скорости, простоты, возможности автоматизации, механизации и достижения конкретной концентрации углерода. В таком случае используют метан, бензол или керосин.

Ионный метод подразумевает катодное распыление.

Цементация — промежуточная химико-термическая операция. Далее осуществляют закалку и отпуск, определяющие свойства материала, такие как износостойкость, выносливость при контакте и изгибе, твердость. Главный недостаток — длительность.

Классификация

Химико-термическая обработка стали подразделяется на основе фазового состояния среды насыщения на жидкую, твердую, газовую.

В первом случае диффузия происходит на фрагментах контакта поверхности предмета со средой. Ввиду низкой эффективности данный способ мало распространен. Твердую фазу обычно используют с целью создания жидких или газовых сред.

Химико-термическая операция в жидкости предполагает помещение предмета в расплав соли либо металла.

При газовом методе элемент насыщения формируют реакции диссоциации, диспропорционирования, обмена, восстановления. Наиболее часто в промышленности для создания газовой и активной газовой сред используют нагрев твердых. Удобнее всего проводить работы в чисто газовой среде ввиду быстрого прогрева, легкого регулирования состава, отсутствия необходимости повторного нагрева, возможности автоматизации и механизации.

Как видно, классификация по фазе среды не всегда отражает сущность процесса, поэтому была создана классификация на основе фазы источника насыщения. В соответствии с ней химико-термическая обработка стали подразделена на насыщение из твердой, паровой, жидкой, газовой сред.

По температурному режиму ее классифицируют на высоко- и низкотемпературную. Во втором случае производят нагрев до аустенитного состояния, а в первом — выше и оканчивают отпуском.

Наконец, химико-термическая обработка деталей включает следующие методы, выделяемые на основе технологии выполнения: цементацию, азотирование, металлизацию, нитроцементацию.

Диффузионная металлизация


Это поверхностное насыщение стали металлами.

Возможно проведение в жидкой, твердой, газовой средах. Твердый метод предполагает использование порошков из ферросплавов. Жидкой средой служит расплав металла (алюминий, цинк и т. д.). Газовый метод предполагает использование хлористых металлических соединений.

Металлизация

Металлизация дает тонкий слой. Это объясняется малой интенсивностью диффузии металлов в сравнении с азотом и углеродом, так как вместо растворов внедрения они формируют растворы замещения.

Такая химико-термическая операция производится при 900 — 1200°С. Это дорогостоящий и длительный процесс.

Основное положительное качество — жаростойкость продуктов. Ввиду этого металлизацию применяют для производства предметов для эксплуатационных температур 1000 — 1200°С из углеродистых сталей.

Первая химико-термическая технология придает материалу стойкость к окалине коррозии, однако на поверхности после нее остается алюминий. Алитирование возможно в порошковых смесях либо в расплаве при меньшей температуре. Второй способ быстрее, дешевле и проще.

Хромирование тоже увеличивает стойкость к коррозии и окалине, а также к воздействию кислот и т. д. У высоко- и среднеуглеродистых сталей оно также улучшает износостойкость и твердость. Данная химико-термическая операция в основном производится в порошковых смесях, иногда в вакууме.

Основное назначение борирования состоит в улучшении стойкости к абразивному износу. Распространена электролизная технология с применением расплавов боросодержащих солей. Существует и безэлектролизный метод, предполагающий использование хлористых солей с ферробором или карбидом бора.

Сицилирование увеличивает стойкость к коррозии в соленой воде и кислотах, к износу и окалине некоторых металлов.

Алитируемые металлы и сплавы

Алитирование – это не только способ защиты поверхности. Оксидная пленка является прекрасной основой под лакокрасочные покрытия. Основными металлами, которые подвергают алитированию, являются:

  1. Углеродистая сталь. При высоком содержании углерода в металле диффузия алюминия затруднена, поэтому обрабатывают преимущественно низко- и среднеуглеродистые стали.
  2. Легированная сталь. Обработка данного металла сопряжена с определенными трудностями, однако при соблюдении всех технологических требований можно получить износостойкий защитный слой.
  3. Чугун. Обработку чугуна выполняют реже. Целью является изменение физических свойств поверхностного слоя чугуна.

Процесс изготовления нержавеющей стали заключается в алитировании легированных или углеродистых составов.

Помимо вышеперечисленных металлов защитный слой наносят на следующие материалы:

  • медь;
  • титан;
  • молибден;
  • никель;
  • ниобий.

Алитирование

Вид химико-термической обработки, заключающийся в диффузионном насыщении поверхности деталей алюминием. 


Чаще всего алитирование проводят для деталей, изготовленных из стали, никелевых сплавов и чугуна. Глубина насыщения составляет 0,02…1,2 мм. Алитирование проводится главным образом для повышения жаростойкости, уменьшения схватываемости поверхностей, повышения износостойкости, защиты от коррозии в средах, содержащих серу, азот и углерод. Алитированный слой стальной детали представляет собой ?-твердый раствор алюминия в железе. Кроме этого на поверхности стальной детали возможно образование одной или нескольких интерметаллидных фаз состава: FeAl2, FeAl, Fe3Al, Fe2Al5. (происходит от немецкого слова alitieren – алюминирование).{/slide}

Чаще всего алитирование проводят в порошкообразных смесях, состоящих из 25-50 % порошка алюминия или 50-75 % ферроалюминия, с добавлением окиси алюминия (25-75 %) и хлористого аммония (NH4Cl) в количестве около 1 %. Во время нагрева стали в алитирующей среде протекают следующие реакции:

NH4Cl > NH3 + HCl ,
NH3> 1/2N2 + 3/2H2 ,
2HCl + 2/3Al > 2/3AlCl3 + H2 .

Пары хлорида алюминия, как более тяжелые, взаимодействуют с алюминием по реакциям диспропорционирования:

2/3AlCl3 + 4/3Al > 2AlCl ,
2/3AlCl3 + 1/3Al > AlCl2 ,
AlCl2 + Fe > 2/3AlCl3 + 1/3Fe3Al .

Таким образом, в результате алитирования с помощью алюминия в насыщающей среде происходит восстановление хлоридов алюминия до AlCl3, который вновь вступает в обратимые реакции.

  1. Повышение жаростойкости.
  2. Повышение коррозионной стойкости при работе в растворах солей и азотной кислоты.
  3. Повышение эрозионной стойкости.

В настоящее время алитирование проводят как в твёрдой, так и в жидкой средах. Кроме того, в заводской практике постепенно начинает расширяться способ металлизации.

  1. Алитирование в порошках. Чаще всего здесь используют порошкообразные смеси следующих составов:
    1. 49,5 % алюминия + 49,5 % Al2O3 + 1 % NH4Cl;
    2. 99 % ферроалюминия + 1 % NH4Cl;
    3. 48 % ферроалюминия + 48 % кварцевого песка + 4 % NH4Cl.

    Во всех составах температуру алитирования поддерживают на уровне 950…1050 °С, а время выдержки для указанных температур назначают в пределах от 6 до 12 ч. При таких режимах глубина алитированного слоя может составлять 0,25…0,6 мм.

    Сам процесс алитирования проводят следующим образом. Детали и порошки послойно загружают в железные или нихромовые ящики. В процессе насыщения в них многократно добавляют 10-15 % свежей порошкообразной смеси. Если в состав смеси входит окись алюминия, то ее предварительно перед загрузкой в ящик прокаливают при температуре 800-900 °С. Все компоненты порошкообразных смесей просеивают через сито с размером ячейки 0,4-0,5 мм. Ящик, в котором проводят алитирование, обязательно должен быть снабжен плавким затвором. Вместе с деталями в ящик кладут по два-три контрольных образца, называемых свидетелями. С помощью таких свидетелей можно следить за ходом насыщения.

    На рисунке 1 показана зависимость глубины алитированного слоя у стали 10 от продолжительности насыщения при различных температурах.

  2. Алитирование в расплавленном алюминии. Сущность этого способа заключается в выдержке деталей в ванне с расплавленным алюминием при температурах 720 -850 °С. Поскольку в жидком алюминии некоторые детали могут растворяться, то для предотвращения такого процесса в ванну вводят 8-12 % железа. В составе ванны нежелательно иметь примеси меди, цинка и кремния, т.к. они затрудняют процесс насыщения.

    Время выдержки может меняться в зависимости от вида деталей и их назначения от 15мин. до 1ч. При таких режимах можно получать алитированные слои глубиной 0,1…0,3 мм. Следует заметить, что при таком способе иногда может отмечаться повышение хрупкости, получаемого слоя. Поэтому, в целях устранения такого дефекта, детали после алитирования подвергают отжигу при температуре 950-1050 °С в течение 4-5 часов. При такой термообработке глубина слоя может увеличиться на 20-40 %.

    В процессе алитирования на поверхности расплава рекомендуют создавать слой флюса, состоящего, например, из 40 % NaCl; 40 % KCl; 10 % Na3AlF6; 10 % AlF3. Такой флюс играет роль защиты и уменьшает процесс разъедания поверхности детали. На рисунке 2 показана зависимость глубины слоя у стали 10 от продолжительности алитирования в расплаве алюминия при различных температурах.

    Алитированный слой представляет собой твердый раствор алюминия на базе химического соединения Fe3Al. Такую фазу чаще называют ?-фазой. Концентрация алюминия в этой фазе может доходить до 30 % и более.

    В настоящее время постепенно развивается и расширяется алитирование способом металлизации. Сущность этого способа заключается в напылении на поверхность детали слоя алюминия с последующим диффузионным отжигом при температуре 900-1000 °С. Перед отжигом деталь покрывают обмазкой, состоящей из 48 % серебристого графита, 30 % кварцевого песка, 20 % глины и 2 % хлористого аммония. Все компоненты замешиваются на жидком стекле и наносится на деталь толщиной 0,8-1,5 мм.

    Температура, при которой происходит насыщение, составляет 900-950 °С. Сам процесс может длиться 2-4 часа. При таких режимах можно получать слой толщиной 0,2-0,4 мм. Наибольшее применение алитирование получило при производстве клапанов двигателей внутреннего сгорания, чехлов термопар и т.п. В принципе, алитирование можно назначать для любых деталей, работающих при высокой температуре, и которым, прежде всего, предъяляют требования высокой окалиностойкости.

См. также:

Алгоритмическая модель   Алкидная смола

Дополнительные материалы:

Почему алюминирование является отличной процедурой покрытия металлических компонентов в процессах термообработки

Термическая обработка — это контролируемый процесс, который используется для преобразования структуры и свойств металла, такого как алюминий и сталь, для увеличения срока службы конкретного компонента. Благоприятные эффекты могут включать поверхностную твердость, термостойкость, прочность и так далее.

Некоторые из решений по термообработке включают поверхностное упрочнение, подделку, обработку от старения и т. д.

Виды термической обработки

Вот три распространенных типа процессов термообработки:

Гомогенизация

Этот процесс проводится для выравнивания температур по всему металлическому сплаву.

Отжиг

Этот процесс используется для размягчения сплавов и повышения их пластичности.

Нормализация

Это вид термической обработки, направленный на снятие внутренних напряжений при сварке и литье.

Негативные последствия процессов термической обработки

Процессы термической обработки оказывают серьезное воздействие на металлические сплавы, которые они должны обрабатывать. Такие чрезвычайно высокие температуры могут ослабить металл, сделав его более уязвимым.

Некоторые из других негативных последствий термической обработки:

Напыление металла

При проведении процессов науглероживания некоторые металлические компоненты могут разрушаться и превращаться в металлический порошок при высоких температурах от 800°F до 1600°F.Железный сплав в процессе может перенасытиться углеродом и серой. Это может привести к потере пластичности.

Термическая усталость

Металлический сплав может выдержать процесс термообработки без каких-либо видимых признаков деформации. Однако чрезмерное нагревание и охлаждение металлических сплавов может привести к разным скоростям расширения и сжатия. По мере повторения процессов могут начать появляться трещины.

Покрытие для термообработки

Нанесение покрытия на металлические компоненты перед термообработкой доказало свою эффективность в снижении напряжения и повышении термостойкости компонента.

Алюминирование – одна из самых эффективных процедур нанесения покрытия

Алюминирование смесью алюминиевого сплава, галогенидной соли и инертного наполнителя включает перенос частиц алюминия на поверхность металлического компонента. Создавая слой оксида алюминия, алюминирование создает прочный защитный слой, способный выдерживать высокие температуры.

От лотков и корзин для термообработки до нержавеющей стали алюминирование может оказаться замечательной процедурой нанесения покрытия.Это может уменьшить напряжение, укрепить металл и, в конечном итоге, увеличить срок службы металлического компонента.

Предприятия в таких отраслях, как аэрокосмическая и нефтехимическая, уже много лет используют процесс алитирования es  .

Как VaporKote может помочь

С порошком, созданным на месте, и тщательным контролем качества мы в VaporKote предоставляем алюминирование для различных типов и сортов металла. От предотвращения высокотемпературной коррозии до сведения к минимуму времени простоя металлических компонентов, мы являемся поставщиками металлургических услуг со всеми видами решений.

Отличное покрытие для металлов, используемых в процессах термической обработки


В процессах термической обработки возникает большая нагрузка на используемое в них оборудование. В частности, корзины, используемые при термической обработке, подвергаются большим нагрузкам, потому что высокие температуры могут ослабить большинство металлов, так что другие факторы нагрузки, такие как вес удерживаемых деталей, оказывают повышенное влияние.

Это может значительно сократить срок службы корзин для термообработки, что означает более частую замену и более высокие эксплуатационные расходы.

Один из способов продлить срок службы проволочных корзин и лотков, обработанных термообработкой, — тщательно выбрать правильный материал основы для каркаса корзины. Некоторые металлы, такие как Inconel® 625, обладают чрезвычайно высокими эксплуатационными характеристиками даже при температуре 2000°F (1093°C).

Однако даже эти металлы ослабевают при определенных условиях. Вот почему некоторые клиенты Marlin спрашивают: «Есть ли другой способ продлить срок службы корзины или лотка для термообработки? “

Почему термальные лотки и корзины не работают

Прежде чем мы перейдем к решениям по устранению неисправностей проволочных корзин/лотков для термообработки, важно знать , почему эти металлические формы выходят из строя.

Высокие температуры процесса термообработки могут ослабить металл, делая его более склонным к потере формы или поломке, да. Но напряжение от веса удерживаемых деталей — не единственная причина выхода из строя этих металлических форм.

Другие основные причины сбоев в процессах термообработки включают:

  • Напыление металла. В процессах науглероживания некоторые металлические компоненты могут распадаться на металлический порошок при температурах в диапазоне 800-1650°F (430-900°C) в среде с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углеводородов (метан, пропан, этан и т.) среды. Сплав железа в металлической форме может быть перенасыщен углеродом и страдать от отложений. Это может привести к охрупчиванию и потере пластичности.
  • Термическая усталость. Тот факт, что металлическая форма выдержала процесс термообработки, не означает, что она остается такой же прочной, как и до того, как была введена в нее. Быстрый нагрев и охлаждение металлических форм может создать температурный градиент между внутренним ядром и внешней оболочкой металла, вызывая различные скорости расширения и сжатия между внутренним и внешним слоями.Со временем деталь начинает трескаться при многократном нагружении.

Распространенным средством борьбы с металлическим напылением является использование сплава с высоким содержанием никеля (например, Inconel®). Сплавы с высоким содержанием никеля устойчивы к эффекту насыщения углеродом металлического напыления, а также могут противостоять окислению при высоких температурах.

Тем не менее, термическая усталость остается проблемой даже для корзин и лотков из сплава Inconel®. Как можно смягчить воздействие термических напряжений, чтобы увеличить срок службы корзин для термообработки?

Одним из способов является нанесение специального покрытия на термообработанные металлические формы, но подойдет не любое покрытие:

Продление срока службы корзины для термообработки с помощью алюминирования

Покрытия для корзин для термообработки должны быть исключительно термостойкими, поэтому большинство покрытий на полимерной основе не подходят для этого использования.Причина в том, что температура плавления большинства полимеров измеряется сотнями градусов по Фаренгейту, в то время как процессы термообработки могут превышать 1000-2000°F.

Одним из видов покрытия, обычно используемым для защиты корзин и лотков для термообработки, является алюминирование.

В чем-то этот процесс похож на гальванику. Здесь смесь алюминия, галоидной соли и инертного наполнителя используется для переноса частиц алюминия на поверхность покрываемого металла. Это помогает создать защитный слой оксида алюминия для термообработки корзин, который выдерживает высокие температуры.

Алюминирование

успешно используется для улучшения свойств окисления, коррозии и износостойкости сплавов с высоким содержанием никеля, таких как Inconel®, в процессах термообработки. По иронии судьбы корзине, которая была алюминирована, может потребоваться пройти процесс термообработки, чтобы восстановить свойства сплава подложки.

Важно отметить, что рано или поздно даже самые прочные и качественные корзины для термообработки выйдут из строя. Сопутствующие нагрузки слишком велики, чтобы любая корзина могла полностью выдерживать всю нагрузку навсегда.

Однако, используя алюминирование для покрытия ваших корзин для термообработки и повышения их устойчивости к окислению, тепловому стрессу и коррозии, вы можете продлить срок службы своих корзин, чтобы получить большую отдачу от своих инвестиций.

Цементация – обзор | ScienceDirect Topics

9.1 Цементация

Цементация – это процесс извлечения металлов из раствора, основанный на электрохимической реакции между цементирующим металлом и ионом осажденного металла.Термодинамическая возможность цементации определяется по соотношению значений электродных потенциалов. Электродный потенциал вытесняемого металла должен быть более отрицательным, чем у вытесняемого металла. Осаждение металла сопровождается, очевидно, изменением его концентрации в растворе, а следовательно, и его потенциала. При достижении равновесных значений процесс останавливается.

На основании различий электродных потенциалов можно определить электродные пары цементируемого и цементируемого металла, Таблица 9.1.

Таблица 9.1. Потенциалы электрода металла и равновесного соотношения для пар двухвалентных металлов

6 Zn
Metal E 0 [V] 0 [V] 9 A Me1 / A Me2
Me 2 Me 1 Me 9 2 Me 1
Cu -0.763 +0.34 + 10 -23
Fe Cu –0.44 +0.34 1.3 · 10 -216 -27
Ni Cu -0.23 -0.23 – 0.0.34 2,0 · 10 -20
Zn Ni – 0.763 -0.23 50 · 10 -19
CU HG +0.34 +0.798 +0.798 1,6 · 10 -16
ZN CD – 0,763 –0.402 3.2 · 10 -13
ZN Fe -0.763 -0.44 -0,44 8,0 · 10 -12
CO NI -0.27 – 0,23 4,0 · 10 −2

Видно, что некоторые металлы могут сцементироваться почти полностью, например, Cu с Zn и Fe, Ni с Zn. Однако равновесие не устанавливается по кинетическим причинам.

Осаждение металлической меди из раствора при контакте с металлическим железом практикуется уже более 600 лет и до сих пор оправдано. Полная реакция цементирования может быть описана следующим образом

(9.1)Cu2++Fe0→Cu0+Fe2+

На практике это означает, что после погружения куска железа в раствор ионов меди поверхность железа немедленно покрывается осажденным медным слоем. Механизм реакции обмена легко понять с точки зрения электрохимических соображений.Реакция восстановления Cu 2+ до металлической меди может быть записана в виде:

(9.2)Cu2++e-→Cu∘

и тогда обратимый электродный потенциал определяется уравнением Нернста

( 9.3)E=E0+RT2FlnaCu2+

в предположении осаждения чистой металлической меди ( a Cu  = 1). Значение E 0 этой реакции составляет +0,34 В для 1 М раствора при 25 °C. Точно так же уравнение Нернста для реакции полуэлемента железа имеет вид

(9.4)Fe2++2e∘→Fe∘

и имеет вид 9.2) дает реакцию всей клетки, реакцию (9.1), для которой обратимый потенциал при 25°С имеет вид aCu2+

Обратимый потенциал положителен, поэтому изменение стандартной энергии Гиббса Δ G  =  –zFE суммарной реакции отрицательно.Это означает, что даже если напряжение не подается, электроны берутся из металлического железа для разряда ионов меди, а железо также переносится в раствор для поддержания нейтральности электронов. Реакция продолжается до достижения равновесного состояния, т. е. до полного растворения железа или разряда всех ионов меди.

При погружении вяжущего металла в раствор, содержащий осажденные металлы, происходит электрохимическая реакция, в результате которой образуются элементарные поверхности, покрытые вяжущим металлом – катодные области.Для поддержания равновесия образуются анодные области и происходит обратимый процесс – ионизация атомов вытесняемого металла.

Атомы на поверхности металла не эквивалентны с энергетической точки зрения. Энергетические разности образуются в результате действия силовых полей соседних атомов в растворе, структурных дефектов и т. д. Катодные области формируются в основном на участках поверхности, в которых электродный потенциал выше. Катодная и анодная области взаимно токопроводно связаны, поэтому электроны перетекают из анодной области в катодную, где происходит разрядка ионов осажденного металла, как это схематично показано на рис.9.1. Внешняя цепь такого короткозамкнутого элемента представляет собой электролит, и его омическое сопротивление зависит от концентрации ионов в растворе.

Рис. 9.1. Схема процесса цементации [1].

Если раствор вначале содержит только ионы Cu 2+ , то активность ионов меди снижается, а ионов железа увеличивается от нуля до тех пор, пока не пройдет реакция обмена. При этом значение E для реакции (9.2) уменьшается, а для реакции (9.4) увеличивается, т.е. становится менее отрицательным. При избытке металлического железа значение E может быть одинаковым для обеих полуэлементов, так что достигается равновесие. Если оба потенциала электродных полуячеек равны, коэффициент активности (уравнение (9.6)) равен 4 × 10 -27 , что указывает на то, что в действительности все ионы меди будут осаждаться. Однако рафинат обычно возвращается в контур выщелачивания до достижения этой стадии. Ионы Fe 2+ в растворе могут окисляться до формы Fe 3+ , например, бактериями и, следовательно, поддерживать реакцию выщелачивания.Однако часть железа необходимо периодически удалять, чтобы не допустить неконтролируемого повышения его содержания в растворе, в который оно поступает из первичных продуктов выщелачивания.

Цементированная медь не является чистым металлом. Любой другой металл, присутствующий в этом растворе, стандартный электродный потенциал которого выше, чем у железа, например, Co 2+ , Ni 2+ и т. д., также может быть цементирован. С другой стороны, если количество элемента в растворе невелико, разница между стандартным потенциалом полуячейки элемента и железа при достижении равновесного состояния мала, так что равновесная концентрация может быть выше, чем равновесная концентрация. исходное количество примеси в растворе и, следовательно, все примеси остаются в растворе.Цементированная медь также загрязнена мелкими частицами железа, защищенными от растворения цементированной медью на поверхности. Следовательно, чистота меди ниже, чем у меди, полученной при пирорефинировании, поэтому для получения коммерческой чистоты меди, полученной по этой методике, требуется дальнейшая обработка.

Вяжущим металлом в большинстве случаев является дешевый стальной лом. Конечно, некоторые элементы смеси в стали также будут сцементированы. Для цементации можно использовать любой металл, явно электроотрицательный по отношению к выделенному металлу.Например, цинк используется для осаждения серебра или золота из растворов цианидов или бромидов:

(9.7)Zn+2AuCN2−→ZnCN2+2Au

, а избыток цинка удаляют путем окисления при переплавке благородных металлов, которые не окисляются. Цементация не является избирательной, и почти все другие металлические элементы, присутствующие в растворе, также цементируются цинком. Такое поведение можно использовать для очистки растворов сильно электроотрицательных элементов. Например, добавление тонкоизмельченного Zn в раствор ZnSo 4 приводит к цементационному осаждению примесей типа Co, Cd, Cu, Ni, Sb и Th и получению чистого раствора, из которого извлекают цинк различными способами. метод.Частицы металлического цинка периодически обновляются, и из цемента могут быть извлечены большие количества более «экзотических» металлов.

Подробная информация об ошибке IIS 10.0 — 404.11

Ошибка HTTP 404.11 — не найдено

Модуль фильтрации запросов настроен на отклонение запроса, содержащего двойную управляющую последовательность.

Наиболее вероятные причины:
  • Запрос содержал двойную escape-последовательность, а фильтрация запросов настроена на веб-сервере для отклонения двойных escape-последовательностей.
Что вы можете попробовать:
  • Проверьте параметр configuration/system.webServer/security/[email protected] в файле applicationhost.config или web.confg.
Подробная информация об ошибке:
Модуль RequestfilteringModule
Уведомление Bearlaquest
Handler StaticFile
Код ошибки 0x00000000000028
Запрошенный URL-адрес    http://search.ebscohost.com:80/login.aspx?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=00260673&an=52532405&h=mpbbg2%2bt7th5ryzmjlq8xtqdndoqlkjj9rq8sa7xxd7r8mevmalqpkdggroskncgqlvya5yhb0n5ax%2fkyr6asg%3d%3d&crl=f
Физический путь C: \ WebApps \ AF- webauth \ login.aspx? прямой = истина & профиль = ehost & Объем = сайта & AuthType = гусеничного & Jrnl = 00260673 & ап = 52532405 & ч = mpbbg2% 2bt7th5ryzmjlq8xtqdndoqlkjj9rq8sa7xxd7r8mevmalqpkdggroskncgqlvya5yhb0n5ax% 2fkyr6asg% 3d% 3d & CRL = F
Метод входа пока не определено
входа пользователя Еще не определено
Дополнительная информация:
Это функция безопасности.Не изменяйте эту функцию, пока полностью не поняты масштабы изменений. Перед изменением этого значения следует выполнить трассировку сети, чтобы убедиться, что запрос не является вредоносным. Если сервер разрешает двойные управляющие последовательности, измените параметр configuration/system.webServer/security/[email protected] Это может быть вызвано искаженным URL-адресом, отправленным на сервер злоумышленником.

Посмотреть дополнительную информацию »

Комбинированное алитирование с азотированием конструкций и инструментов…

Модификация характеристик материала в сочетании алитированием с азотированием процессом strong> Конструкционных и Инструментальных сталей в плазме дугового разряда низкого давления 1 Н.В. Струмилова, Н.В.Н. Коваль, С.В. Григорьев, И.В. Лопатин, и Ю.Ф. Иванова Сильноточной электроники СО РАН, 634055, Томск, пр. Академический, 2/3, тел. +7-3822-491713, Факс +7-3822-492410, [email protected] Реферат – Исследования модификации поверхности структурных и проведена обработка инструментальных сталей в плазме дуговых разрядов низкого давления.Комплексная обработка в едином вакуумном цикле включала последовательность операций: ионная очистка поверхности и нагрев образца, диффузионное легирование поверхности с алюминием и азотированием. Температура образца не превышала 620 °С на всех стадиях процесса, и общее время обработки составляло около 2 часов.Исследованы структура, фазовый и элементный состав, и микротвердость поверхностного слоя. Установлено, что значительное увеличение микротвердости от 2–2,5 в исходном состоянии до 10–13 ГПа в модифицированном слое после сложного диффузионного насыщения в дуговом разряде обусловлено образованием нитрида железа содержащие дисперсные частицы нитрида алюминия.1. Введение Процесс азотирования конструкционных и инструментальных сталей с целью повышения коррозионной стойкости а твердость очень полезна в машиностроении. Легированные стали, содержащие Al, Cr, Mo, и V, обычно используются для процесса азотирования. Содержание легирующих элементов обычно равно 1.5÷2%. Азот диффундирует в железо с образованием твердых нитридов, таких как AlN, CrN, MoN и др. При этом поверхностная твердость стальных изделий возрастает до 10–15 ГПа [1]. Азотирование более эффективно для сталей, содержащих Al (около 2%). В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований модификации поверхности для как низколегированных конструкционных сталей марок 1045, 5140, 5340 , так и инструментальной стали В6Мо5. диффузионным насыщением Al и азотированием в дуговых разрядах низкого давления.2. Экспериментальные стали 1045 (0,45 % C, 0,17–0,37 % Si), 5140 (0,4 % C, 1,0 % Cr, 0,17–0,37 % Si), 5340 (0,4 % C, 13,0 % Cr, 0,8 % Si) <сильная >и В качестве исследуемого материала использовали W6Мo5 (0,85 % C, 6 % W, 5 % Mo, 4,0 % Cr, 0,5 % Si). Образцы диаметром 20 мм и высотой 10 мм предварительно механически измельчали ​​и промывали органическим растворителем в ультразвуковой ванне. перед помещением в вакуумную камеру.Комплексную обработку проводили на установке, схематически показанной на рис. 1. Исследуемый образец размещался на держателе в центральной части вакуумной камеры, откачиваемой турбомолекулярным насосом до давления >10–3 Па. Алюминиевый катод напыляли обычной вакуумной дугой с постоянным током разряда до 100 А. Плазма разряда генерировалась в камере газовой дугой с горячим катодом [2, 3].Вакуумная камера служила анодом как для вакуумной , так и газовой дуги. Рис. 1. Схема экспериментальной установки Газовая дуга с током разряда 80 А создавала однородную плазму с strong> плотностью 10 10 см –3 и ионным током насыщения до 10 мА/см 2 в камере.Газ (Ar, N 2 ) подавался через газодуговой катод. Это позволило контролировать плотность концентрации ионов реактивного газа у поверхности в широком диапазоне. 1 Работа выполнена при частичной поддержке Министерства промышленности науки и технологий России, договор № 40.030.11.1125, Министерства образования из Российской Федерации и из США.S. Фонд гражданских исследований и развития, грант № TO-016-02. 336

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > поток 1B2013-12-23T17:02:14+04:002013-12-28T22:37:56+08:00PScript5.dll версии 5.2.22013-12-28T22:37:56+08:00Acrobat Distiller Server 8.1.0 (Sparc Solaris, построено: 07 сентября 2007 г.) приложение / pdf

  • uuid:666eabb7-1dd2-11b2-0a00-002b13080017uuid:ef6bbffa-5be6-47ea-b331-69617fc14e66 конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /Большой палец 34 0 R /Тип /Страница /Анноты [35 0 Р] >> эндообъект 9 0 объект > поток ччwTTϽwz0z.0. Qf

    Заявка на патент США на СТАЛЬНОЙ АЛЮМИНИРОВАННЫЙ ГОРЯЧИМ ПОГРУЖЕНИЕМ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАЯВКИ (Заявка № 20200392614, выданная 17 декабря 2020 г.)

    ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

    Настоящее изобретение относится к стальному листу, алюминированному горячим погружением, и к способу изготовления стального листа, алюминированного горячим погружением. Более конкретно, настоящее изобретение относится к (i) стальному листу, алюминированному горячим погружением, который имеет мелкие блестки и, таким образом, имеет красивую поверхностную корку, и (ii) способу изготовления такого стального листа, алюминированному горячим погружением.

    УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

    Стальной лист, покрытый горячим погружением с покрытием на основе алюминия (далее именуемый «стальной лист, алюминизированный горячим погружением»), представляет собой стальной лист с покрытием, полученный путем формирования на поверхности стального листа покрытие, которое содержит алюминий в качестве основного компонента, методом горячего погружения, так что стальной лист может иметь более высокую коррозионную стойкость и/или более высокую термостойкость. Такой стальной лист, алюминированный горячим погружением, широко используется, главным образом, для элементов, от которых требуется теплостойкость, таких как элементы выхлопных газов автомобилей и элементы устройств сгорания.

    Обратите внимание, что стальной лист, алюминированный методом горячего погружения, имеет покрытие, имеющее поверхность, на которой появляется узор из блесток, причем узор из блесток формируется за счет дендритов, которые представляют собой структуры, полученные при затвердевании алюминия (Al). Узор блесток представляет собой характерный геометрический узор или узор в виде цветка, и каждая область (т.е. блестка) узора блесток состоит из дендритов.

    Блестки вырастают при затвердевании Al после покрытия. Рост блесток происходит, как показано ниже.Сначала возникает ядро ​​блестки (т. е. ядро ​​блестки). Затем из ядра блесток вырастает первичное дендритное плечо. Впоследствии из первичного дендритного плеча развивается вторичное дендритное плечо. Рост таких дендритных ветвей прекращается из-за столкновения соседних блесток. Отсюда следует, что наличие большего количества зародышей блесток в покрытии вызывает увеличение числа блесток. Это приводит к тому, что каждый блесток имеет крошечный размер.

    Наличие таких блесток не оказывает отрицательного влияния на качество (например,г., коррозионная стойкость) стального листа с горячим алюминированием. Следует, однако, отметить, что на рынке предпочтение отдается стальному листу, алюминированному погружением в расплав, который имеет блестки мельчайшего размера и, таким образом, имеет поверхностную оболочку, имеющую незаметный рисунок блесток.

    В этих условиях предлагается, например, следующий способ: способ изготовления стального листа, горячеалюминированно-оцинкованного, который включает покрытие из алюминиево-цинкового сплава, способ, включающий, с целью формирования мелкие блестки с добавлением титана (Ti), циркония (Zr), ниобия (Nb), бора (B), борида, такого как борид алюминия (AlB 2 или AlB 12 ), карбида титана (TiC), борида титана (TiB 2 ) и/или алюминид титана (TiAl 3 ) в ванну для покрытия, чтобы получить больше веществ, действующих как ядра блесток.Такой способ описан, например, в патентных документах 1-3. )

    Патентная литература 2

    Публикация заявки на патент Японии Tokukai № 2006-22409 (Дата публикации: 26 января 2006 г.)

    Патентная литература 3

    Патент Японии № 3751879 (Дата публикации: декабрь16, 2005)

    Патентная литература 4

    Патент Японии № 5591414 (Дата публикации: 17 сентября 2014 г.)

    Патентная литература 5

    Патент Японии № 6069558 (Дата публикации 1, 20.02) СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Техническая проблема

    Следует, однако, отметить, что использование описанного выше способа для производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, имеет следующие проблемы.

    В частности, поскольку алюминий (имеющий удельный вес 2.7) представляет собой относительно легкий металл, ванна для нанесения покрытия горячим погружением на основе алюминия, содержащая расплавленный алюминий в качестве основного компонента, имеет удельный вес немного ниже, чем ванна для нанесения покрытия из алюминия и цинка, представляющая собой смесь алюминия и цинка (имеющая удельный вес 7,1). Таким образом, любые вещества, такие как Ti, Nb, карбид титана (TiC), борид титана (TiB 2 ) и алюминид титана (TiAl 3 ), которые имеют более высокий удельный вес, чем горячие в ванне для нанесения покрытия погружением, легко осаждается на дне ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, так что такое вещество трудно равномерно диспергировать в ванне для покрытия погружением в расплав на основе алюминия.Это вызывает проблему со стабильным образованием мелких блесток на поверхностях стальных листов, алюминированных погружением в расплав, которые изготавливаются непрерывно, как в непрерывном промышленном режиме.

    Патентный документ 4 раскрывает стальной лист, алюминированный горячим погружением, в котором содержание В в его покрытии составляет от 0,002 до 0,080 мас.%. Следует отметить, однако, что в соответствии со способом, раскрытым в патентной литературе 4, B, неравномерное распределение покрытия по поверхности стального листа, алюминированного горячим погружением, позволяет покрытию лучше скользить по форме и, следовательно, позволяет покрытие более устойчиво к истиранию.Из этого следует, что патентная литература 4 не раскрывает, что мелкие блестки образуются на поверхности стального листа, алюминированного погружением в расплав, и не достигается особого эффекта уменьшения размера блесток. Патентный документ №

    5 раскрывает способ формирования мелких блесток на поверхности стального листа, алюминированного погружением в расплав, путем регулирования как средней концентрации B, так и средней концентрации калия (K) в покрытии, чтобы они находились в заданных пределах. В соответствии с этой методикой можно усилить эффект уменьшения размера блесток добавочных элементов по сравнению со случаями, когда в покрытие стального листа, алюминированного горячим погружением, добавляют только В или К.Однако с помощью этой техники трудно еще больше уменьшить размер блесток.

    Ввиду сложившихся обстоятельств целью одного или нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения является создание способа производства стального листа, алюминированного горячим погружением, с мелкими блестками способом, отличным от обычных способов, и стального листа, алюминированного горячим погружением. стальной лист, полученный этим методом.

    Решение проблемы

    Изобретатели испробовали различные способы уменьшения размера блесток стального листа, алюминированного горячим погружением, и пришли к следующему выводу.На основании следующего вывода изобретатели пришли к настоящему изобретению.

    В частности, изобретатели заметили, что, даже если количество дополнительного элемента (элементов), такого как В, добавленного в ванну для нанесения покрытия погружением в расплав, условия производства (параметры) в оборудовании для нанесения покрытий и т.п. постоянное использование различных линий покрытия иногда приводит к получению стальных листов с горячим алюминированием с разной плотностью блесток. То есть эффект уменьшения размера блесток элемента(ов), добавленного(ых) в ванну для нанесения покрытия на алюминиевой основе, на покрытие стального листа, алюминированного горячим погружением, полученного с использованием ванны для нанесения покрытия, может различаться в зависимости от линии нанесения покрытия. .

    Изобретатели провели исследования, чтобы выяснить, почему происходит такое явление, и сделали следующие выводы: (i) концентрация примесей в ванне для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия отличается от одной линии покрытия к другой, и, следовательно, количество эффективная часть В, содержащегося в ванне для нанесения покрытия, которая способствует уменьшению размера блесток, также отличается от одной линии нанесения покрытия к другой; и (ii) на концентрацию примесей в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия большое влияние оказывает качество (чистота) металлического алюминия для использования в начальной подпитке ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия.

    Изобретатели провели тщательные исследования на основе этих результатов и обнаружили, что, в частности, концентрация титана (Ti) и концентрация ванадия (V) в ванне для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия влияют на эффект уменьшения размера блесток. , а затем определили диапазоны, которые являются подходящими для усиления эффекта уменьшения размера блесток, обеспечиваемого добавлением В, пропорций компонентов ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия и получаемого покрытия на основе алюминия. На основе этих открытий изобретатели осуществили настоящее изобретение.

    В частности, стальной лист с горячим алюминированием согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения включает: стальной лист-основу; и покрытие на основе алюминия, которое формируется методом горячего погружения на поверхность стального листа-основы и в котором средняя концентрация бора составляет не менее 0,005 мас.%, а сумма средней концентрации титана и средней концентрации ванадия не более 0,03 мас.%.

    Стальной лист, алюминированный горячим погружением, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения может быть уложен таким образом, что количество зародышей кристаллов блесток на поверхности покрытия на основе алюминия на квадратный сантиметр поверхности покрытия на основе алюминия покрытие не менее 100.

    Стальной лист с алюминированием горячим погружением согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения включает: стальной лист-основу; и покрытие на основе алюминия, сформированное методом горячего погружения на поверхности стального листа-основы, при этом стальной лист, алюминированный горячим погружением, удовлетворяет следующему условию (1):


    [B]≥0,017+0,45×[Ti ]+0,42×[V]  (1)

    где [B] представляет собой среднюю концентрацию бора (в массовых %) в покрытии на основе алюминия, [Ti] представляет среднюю концентрацию титана (в массовых %) в алюминий- покрытия на основе алюминия, а [V] представляет собой среднюю концентрацию ванадия (в массовых %) в покрытии на основе алюминия, где количество зародышей кристаллов блесток на поверхности покрытия на основе алюминия на квадратный сантиметр поверхности алюминия- базовое покрытие не менее 500.

    Способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения включает: стадию подготовки ванны для нанесения покрытия, включающую приготовление ванны для нанесения покрытия погружением в расплав, содержащей алюминий в качестве основного компонента, так что концентрация бора в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия составляет не менее 0,005 массовых %, а сумма средней концентрации титана и средней концентрации ванадия в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия составляет не более 0.03 мас.%; и этап нанесения покрытия, включающий погружение стального листа-основы в подготовленную таким образом ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия и пропускание стального листа-подложки через ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, причем этап подготовки ванны для нанесения покрытия включает приготовление покрытия на основе алюминия. ванну для нанесения покрытия погружением в расплав посредством (i) получения жидкости для алюминиевой ванны из материала, который, по меньшей мере, частично содержит металлический алюминий с пониженными количествами титана и ванадия, и (ii) добавления источника бора в жидкость для алюминиевой ванны.

    Способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения включает: стадию подготовки ванны для нанесения покрытия, включающую приготовление ванны для нанесения покрытия погружением в расплав, содержащей алюминий в качестве основного компонента, таким образом, чтобы ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия удовлетворяет следующему условию (1):


    [B]≥0,017+0,45×[Ti]+0,42×[V]  (1)

    , где [B] представляет собой концентрацию бора ( в массовых %) ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, [Ti] представляет собой концентрацию титана (в массовых %) в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, а [V] представляет собой концентрацию ванадия (в массовых % ) ванны для нанесения покрытий погружением в расплав на алюминиевой основе; и этап нанесения покрытия, включающий погружение стального листа-основы в подготовленную таким образом ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия и пропускание стального листа-подложки через ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, причем этап подготовки ванны для нанесения покрытия включает добавление источника бора в жидкую алюминиевую ванну, приготовленную из металлического алюминия, так что концентрация бора в алюминиевой жидкой ванне, основанная на концентрации титана и концентрации ванадия в алюминиевой жидкой ванне, по меньшей мере удовлетворяет условию (1).

    Преимущество изобретения

    В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения можно предложить способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, с мелкими блестками способом, отличным от обычных способов, и алюминированный стальной лист погружением, полученный этим методом.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    РИС. 1

    РИС. 1 представляет собой вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий конфигурацию алюминиевого тигля, который входит в состав оборудования для нанесения покрытия для непрерывного производства стального листа, алюминированного горячим погружением.

    РИС. 2

    РИС. 2 представляет собой оптическую микрофотографию состояния, в котором самая внешняя поверхность покрытия стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения была отполирована так, что стала видна дендритная структура.

    РИС. 3

    РИС. 3 схематически иллюстрирует один пример способа приготовления ванны для покрытия погружением в расплав на основе алюминия в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

    В нижеследующем описании подробно обсуждаются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.Следует отметить, что, если не указано иное, настоящее изобретение не ограничивается следующим описанием, которое предоставлено для лучшего понимания предмета настоящего изобретения. Также обратите внимание, что выражение числового диапазона, такое как «от А до В», используемое в данном документе, означает «не менее чем А и не более чем В», если не указано иное.

    В нижеследующем описании схематически обсуждаются результаты, на основании которых было сделано настоящее изобретение, до обсуждения стального листа, алюминированного горячим погружением, и способа производства такого стального листа, алюминированного горячим погружением, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения. изобретение.

    Схематическое описание результатов, на основании которых было сделано настоящее изобретение

    Как было описано ранее, узор из блесток, образованный дендритами, обычно появляется на поверхности покрытия на основе алюминия стального листа, алюминированного горячим погружением. Для производства стального листа, алюминированного горячим погружением, размер блесток на поверхностной оболочке которого мал и, таким образом, рисунок блесток незаметен, до сих пор применялись различные подходы. Одним из вариантов является, например, выполнение обработки поверхности стального листа, алюминированного горячим погружением, в качестве последующей обработки, т.е.г., после нанесения покрытия многократно проводить дрессировочную прокатку. Однако такой метод должен осуществляться с использованием крупногабаритного аппарата или специального процесса. Это приводит к увеличению себестоимости продукции.

    Ввиду вышеуказанной проблемы был предложен способ, в котором рисунок блесток делается незаметным за счет того, что каждый блесток на поверхности покрытия на основе алюминия имеет крошечный размер. Для того чтобы блестки имели крошечный размер, необходимо только сделать зародыши блесток, которые образуются на ранней стадии роста блесток, очень плотными.То есть блестки могут иметь крошечный размер за счет гетерогенного зародышеобразования ядер блесток.

    Например, известен способ, при котором стальной лист подложки погружают в ванну для нанесения покрытия и вынимают из нее, а затем на поверхность незатвердевшего покрытия распыляют мелкодисперсный туман или мелкодисперсный порошок оксида металла. Обратите внимание, однако, что такой метод может (i) предотвратить из-за взмаха стального листа в непрерывной линии горячего алюминиевого покрытия блестки от стабильного измельчения и/или (ii) сделать необходимым устройство для проведения процесс распыления и устройство для контроля процесса распыления.

    Ввиду вышеупомянутых проблем, как описано ранее, была предложена методика, в которой вещество, действующее как ядра блесток, добавляется в ванну для покрытия. В соответствии с этим методом мелкие блестки получают путем погружения стального листа-основы в ванну для покрытия, компоненты которой отрегулированы. Таким образом, этот метод дешев и очень удобен. Обратите внимание, однако, что использование такой технологии, которая обычно используется для производства стального листа, алюминированного горячим погружением, для производства стального листа, алюминированного горячим погружением, вызывает такие проблемы, как описано ранее (осаждение на дне покрытия). баня из-за различий в удельном весе).

    При таких обстоятельствах изобретатели недавно получили технологию производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, с мелкими блестками путем добавления комбинации B и K в ванну для покрытия в определенных диапазонах концентраций (см. патентную литературу 5). Пробное использование этой методики в промышленном производстве привело к следующему явлению.

    В частности, при сравнении стальных листов с горячим алюминированием, произведенных в двух или более различных местах, оснащенных производственным оборудованием для стальных листов с горячим алюминированием, было обнаружено следующее.Стальные листы с горячим алюминированием, произведенные в разных местах (на линиях нанесения покрытия), иногда отличаются друг от друга по плотности блесток, даже если концентрация элемента (элементов) добавки, добавляемого в ванну для нанесения покрытия, условия производства в оборудовании и т.п. поддерживается постоянным. Следовательно, когда стальной лист, алюминированный горячим погружением, изготавливается с использованием ванны для нанесения покрытия, в которую добавлена ​​комбинация В и К, попадающих в определенные диапазоны концентраций, полученный стальной лист, алюминированный горячим погружением, не всегда имеет желаемый уровень плотность блесток.Кроме того, требуется, чтобы стальные листы с горячим алюминированием имели еще меньший размер блесток. Способ, раскрытый в патентной литературе 5, имеет возможности для улучшения в этих аспектах.

    Изобретатели провели различные исследования, чтобы выяснить, что вызывает нестабильность плотности блесток, как описано выше.

    Нижеследующее описание обсуждает ванну для покрытия (алюминиевую ванну), которая входит в состав оборудования для непрерывного производства стального листа, алюминированного горячим погружением, и в котором хранится ванна для нанесения покрытия на основе алюминия для горячего погружения со ссылкой на фиг.1. Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий конфигурацию алюминиевой ванны 4 , которая входит в состав оборудования для нанесения покрытий для непрерывного производства стального листа, алюминированного горячим погружением. Обратите внимание, что оборудование для нанесения покрытия может иметь общую конфигурацию (известную конфигурацию). Для простоты описания детали оборудования для нанесения покрытий здесь не обсуждаются.

    Как показано на РИС. 1, стальной лист подложки 1 , который поступает из оборудования для отжига (не показано), проходит через патрубок 2 в форме трубы, а затем погружается в ванну для нанесения покрытия горячим погружением на алюминиевой основе 3 в герметично закрытом состоянии.Ванна для покрытия горячим погружением на основе алюминия 3 хранится в алюминиевом баке 4 . В ванне 3 для нанесения покрытия горячим погружением на алюминиевой основе имеется множество направляющих валиков 5 . Опускающие ролики 5 направляют стальной лист основы 1 таким образом, что стальной лист основы 1 проходит через ванну 3 для покрытия горячим погружением на алюминиевой основе.

    Изобретатели изготовили стальные листы с алюминированием горячим погружением, используя два или более видов такого оборудования для нанесения покрытия, а затем измерили концентрации элементов в этих ваннах для покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 .В частности, аликвоты брали из каждой ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 . Порции брали из двух или более разных мест (двух или более разных глубин) в алюминиевой емкости 4 . Концентрации элементов, содержащихся в каждой из порций, определяли методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС). В результате было обнаружено, что, например, концентрация B иногда отличается от одной области к другой в ванне 3 для нанесения покрытия горячим погружением на основе алюминия внутри алюминиевой ванны 4 , а концентрация B на дне ванны для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия 3 иногда относительно высока.Кроме того, два или более видов оборудования для нанесения покрытий иногда различаются по концентрации примесей в ваннах для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия 3 .

    Изобретатели провели дополнительные исследования, чтобы выяснить, как пропорции компонентов (концентрация B и концентрация примесей) в ванне для нанесения покрытия на основе алюминия 3 связаны с плотностью блесток в полученном стальном листе, алюминированном горячим погружением. . В результате изобретатели обнаружили, что среди различных примесей, которые, возможно, содержатся в ванне 3 для покрытия горячим погружением на основе алюминия, в частности, концентрация Ti и концентрация V значительно влияют на плотность блесток в полученном покрытии, нанесенном горячим алюминированием погружением. стальной лист.

    Ванна для нанесения покрытия горячим погружением на алюминиевой основе 3 изначально состоит из металлического алюминия (металлический Al). Используемый здесь металлический алюминий может представлять собой, например, металлический алюминий, полученный путем первичной плавки (далее может упоминаться как низкосортный металлический алюминий), который получают путем плавки сырьевого материала (боксита). Другой металлический алюминий, который также можно использовать, представляет собой, например, металлический алюминий, полученный путем вторичной плавки (далее может называться металлическим алюминием высокой чистоты), который получают рафинированием металлического алюминия, полученного посредством первичной плавки.

    Низкосортный металлический алюминий содержит различные примеси в относительно высоких концентрациях. В случае, когда ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 изначально состоит из низкосортного металлического алюминия, ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 может содержать Ti и V, полученные из низкосортный металл Al. Изобретатели обнаружили, что такие Ti и V, которые являются примесными компонентами в металлическом алюминии, могут вызывать некоторые проблемы.

    Изобретатели провели исследования на основе вышеуказанного вывода и обнаружили, что, когда стальной лист, алюминизированный горячим погружением, производится с использованием ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 , в которой концентрация B не менее чем 0.0,05% по массе, а сумма концентрации Ti и концентрации V составляет не более 0,03% по массе, превосходный эффект уменьшения размера блесток достигается независимо от того, добавляется К или нет. Этого можно достичь, используя ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 , изначально состоящую из металлического алюминия высокой чистоты.

    Изобретатели провели дальнейшие исследования и также обнаружили, что, даже если используется низкокачественный металлический алюминий, все еще возможно значительно уменьшить размер блесток получаемого стального листа, алюминированного горячим погружением, при условии, что – Ванна для нанесения покрытия погружением 3 регулируется таким образом, чтобы концентрация B была равна или превышала определенный уровень на основе концентрации Ti и концентрации V в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 (это будет описано ниже в деталь).

    Неизвестно, почему вышеуказанное соотношение между концентрациями Ti и V и концентрацией B в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 приводит к превосходному эффекту уменьшения размера блесток. Кроме того, в этом случае нет необходимости добавлять комбинацию B и K.

    Предполагается, что Ti и V в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 реагируют с B в ванне с образованием соединений. такие как TiB 2 и VB 2 . В этом случае соединения, такие как TiB 2 и VB 2 , осаждаются на дне ванны 3 для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, что, возможно, приводит к снижению концентрации B в полученном покрытии.Кроме того, поскольку ванна 3 для покрытия горячим погружением на алюминиевой основе перемешивается за счет вращения направляющих валиков 5 и прохождения стального листа подложки 1 , полученное покрытие на алюминиевой основе может содержать соединения, такие как как TiB 2 и VB 2 в некоторых количествах.

    Предполагается, что TiB 2 и VB 2 уступают одному бору или бориду алюминия по своей способности действовать как зародыши блестящих кристаллов во время затвердевания расплавленного алюминия.

    В любом случае, чем выше концентрация Ti и V в ванне для покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 , тем ниже эффект уменьшения размера блесток, обеспечиваемый B в ванне для покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 будет. Это может быть выражено как «уменьшение концентрации В, который способствует уменьшению размера блесток (т. е. В, который служит зародышами кристаллов блесток)». В следующих описаниях такая концентрация B может называться эффективной концентрацией B.

    Вариант осуществления 1

    В Варианте осуществления 1 обсуждаются стальной лист, алюминированный горячим погружением, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, полученный с использованием металлического алюминия высокой чистоты, и способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав.

    Стальной лист с горячим алюминированием

    Стальной лист с горячим алюминированием погружением в соответствии с вариантом осуществления 1 будет рассмотрен ниже со ссылкой на фиг. 2. Фиг. 2 представляет собой оптическую микрофотографию состояния, в котором самая внешняя поверхность покрытия стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с Вариантом 1 осуществления была отполирована так, что стала видна дендритная структура.

    Схематически стальной лист, алюминизированный методом горячего погружения, изготавливается путем погружения и пропускания стального листа-основы в ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, которая содержит алюминий в качестве основного компонента, с образованием алюминиевого сплава. покрытие на поверхности стального листа подложки (см. фиг.1 упоминалось ранее). На поверхности покрытия на основе алюминия присутствуют дендриты, выросшие из зародышей кристаллов блесток 10 (см. фиг. 2). Плотность зародышей кристаллов блесток, присутствующих на поверхности покрытия на основе алюминия, будет обсуждаться позже.

    Стальной лист подложки

    Стальной лист подложки может быть выбран из различных видов стали в зависимости от его использования, включая некоторые виды стали, обычно используемые в подложках, на которые наносится покрытие для формирования стальных листов с алюминированием погружением в расплав.Например, в тех случаях, когда важна высокая коррозионная стойкость, может использоваться нержавеющая сталь. Толщина стального листа подложки не ограничена и может составлять, например, от 0,4 мм до 3,2 мм. Термин «стальной лист подложки (стальной лист)», используемый в данном документе, включает в себя стальную полосу подложки (стальную полосу).

    Слой сплава на основе Al-Fe

    Слой сплава на основе Al-Fe также образуется между (на границе между) стальным основным материалом стального листа подложки и покрытием на основе Al из-за взаимной диффузии между Al и Fe .

    Слой сплава на основе Al-Fe состоит в основном из интерметаллического соединения на основе Al-Fe. Следует отметить, что ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия предпочтительно содержит кремний (Si). Слой сплава на основе Al-Fe, образованный путем прохождения через ванну для нанесения покрытия погружением в расплав, содержащую Si, содержит большое количество Si. Как слой сплава на основе Al-Fe, не содержащий Si, так и слой так называемого сплава на основе Al-Fe-Si, содержащий Si, в данном документе вместе называются слоем сплава на основе Al-Fe. В случае, когда слой сплава на основе Al-Fe, выполненного из хрупкого интерметаллического соединения, имеет большую толщину, покрытие получается менее липким.Это приводит к угнетению работоспособности пресса. С точки зрения способности к прессованию слой сплава на основе Al-Fe предпочтительно имеет как можно меньшую толщину. Однако метод достижения слишком большого уменьшения толщины слоя сплава на основе Al-Fe увеличивает технологическую нагрузку, и такой метод является неэкономичным. Как правило, слой сплава на основе Al-Fe должен иметь среднюю толщину не менее 0,5 мкм.

    Состав покрытия на основе алюминия

    Покрытие на основе алюминия имеет химический состав, практически идентичный составу ванны для нанесения покрытия.Таким образом, состав покрытия на основе алюминия можно контролировать, регулируя состав ванны для нанесения покрытия.

    Покрытие на основе Al, которое относится к покрытию, сформированному на поверхности стального листа-основы, включает слой сплава на основе Al-Fe. Слой оксида алюминия, образованный на внешней поверхности стального листа, алюминированного погружением в расплав, не вызывает особой проблемы, поскольку слой оксида алюминия очень тонкий. Поэтому предполагается, что слой оксида алюминия заключен в покрытии на основе Al.В случае, когда, например, пленочный слой, такой как органическая пленка, дополнительно формируется на поверхности стального листа, алюминированного погружением в расплав, посредством последующей обработки, такой пленочный слой, разумеется, не охватывается покрытие на основе Al.

    Таким образом, «средняя концентрация» вещества, содержащегося в покрытии на основе алюминия, используемое здесь, относится к среднему распределению концентрации в направлении глубины от поверхности стального листа-основы стального листа, алюминированного горячим погружением. к внешней поверхности покрытия на основе алюминия стального листа, алюминированного горячим погружением.В частности, как описано ниже, среднюю концентрацию измеряют путем проведения анализа концентрации по отношению к измерительному раствору, в котором растворено все покрытие на основе Al.

    Каждая из концентраций B, Ti и V в покрытии на основе алюминия определяется путем усреднения распределения концентрации в покрытии. Обратите внимание, что B, Ti и V в любой форме, например, их соединения, включены в расчет концентрации.

    Покрытие на основе Al стального листа, алюминированного горячим погружением, в соответствии с Вариантом осуществления 1 содержит Al в качестве основного компонента и содержит по меньшей мере B, а также может необязательно содержать какой-либо другой элемент.

    Элементы, которые могут образовывать бориды, могут снизить эффективную концентрацию B и, в свою очередь, уменьшить эффект уменьшения размера блесток. Следовательно, предпочтительно, чтобы пропорции компонентов покрытия на основе алюминия были такими, чтобы: Ti составлял от 0 до 0,02 мас.%; V составляет от 0 массовых % до 0,02 массовых %; Cr составляет от 0 массовых % до 0,2 массовых %; Mn составляет от 0 массовых % до 0,01 массовых %; и Zr составляет от 0 масс.% до 0,001 масс.%.

    В частности, стальной лист, алюминированный горячим погружением в соответствии с Вариантом 1, таков, что, поскольку ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия изначально состоит из металлического алюминия высокой чистоты, сумма концентрации Ti и концентрация V покрытия на основе Al не более 0.03 мас.%. Это увеличивает эффективную концентрацию B, что приводит к превосходному эффекту уменьшения размера блесток.

    Более предпочтительно, чтобы сумма концентрации Ti и концентрации V составляла не более 0,005 мас.%. Это усиливает эффект уменьшения размера блесток, обеспечиваемый B.

    Si представляет собой добавку, которая эффективна для ингибирования роста слоя сплава на основе Al-Fe во время затвердевания расплавленного Al. Ванна для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия, в которую добавлен Si, имеет более низкую температуру плавления.Это эффективно для снижения температуры, при которой выполняется покрытие. В случае, когда ванна для нанесения покрытия содержит Si с концентрацией менее 1,0 мас.%, слой сплава на основе Al-Fe формируется толстым при нанесении покрытия погружением в расплав за счет взаимной диффузии Al и Fe. Это вызывает отслаивание покрытия во время такой обработки, как штамповка. Между тем, в случае, когда ванна для нанесения покрытия содержит Si в концентрации более 12,0 мас.%, покрытие отверждается. Это делает невозможным предотвращение растрескивания изогнутой части покрытия и, следовательно, снижает коррозионную стойкость изогнутой части.Следовательно, ванна для нанесения покрытия предпочтительно содержит Si в концентрации от 1,0 до 12,0 мас.%. В частности, ванна для покрытия, которая содержит Si в концентрации менее 3,0 мас.% (i), позволяет формировать фазу Si в меньшем количестве во время затвердевания покрытия и (ii) позволяет размягчить первичную кристаллическую фазу Al. Такая ванна для нанесения покрытия, таким образом, более эффективна в тех случаях, когда важна обрабатываемость при изгибе.

    Кроме того, Fe, которое поступает из стального листа подложки и/или составных частей ванны для нанесения покрытия, смешивается с ванной для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия.Поэтому, как правило, покрытие на основе Al содержит Fe в концентрации не менее 0,05 мас.%. Следует отметить, что допускается содержание Fe в покрытии на основе алюминия в концентрации до 3,0 мас.%, но более предпочтительно не более 2,5 мас.%.

    Стальной лист, алюминированный горячим погружением, может содержать К. Содержание К в ванне для покрытия предпочтительно не превышает 0,02 мас.%. Если содержание K в покрытии составляет более 0,02 мас.%, стальной лист, алюминированный горячим погружением, может стать менее устойчивым к коррозии.

    Помимо перечисленных выше элементов, элемент(ы) (такие как стронций (Sr), натрий (Na), кальций (Ca), сурьма (Sb), фосфор (P) и/или магний (Mg) могут быть преднамеренно добавляются в ванну для покрытия горячим погружением на основе алюминия по мере необходимости, или указанные выше элементы, происходящие, например, из сырья, могут быть смешаны в ванне для покрытия горячим погружением на основе алюминия. лист в соответствии с Вариантом осуществления 1 также может содержать такой элемент, который является общепринятым.В частности, например, стальной лист, алюминированный горячим погружением, может содержать Sr в концентрации от 0 до 0,2 масс. %, Na в концентрации от 0 до 0,1 масс. концентрация, находящаяся в диапазоне от 0 массовых % до 0,1 массовых %, Sb при концентрации, находящаяся в диапазоне от 0 массовых % до 0,6 массовых %, Р при концентрации, находящаяся в диапазоне от 0 массовых % до 0,2 массовых %, и /или Mg в концентрации от 0 до 5% по массе.0 мас.%.

    Баланс в ванне для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия может состоять из алюминия и неизбежных примесей.

    Преимущества

    Как описано выше, стальной лист с алюминированием горячим погружением в соответствии с Вариантом 1 включает: стальной лист-основу; и покрытие на основе Al, которое формируется методом горячего погружения на поверхность стального листа-основы и в котором средняя концентрация B составляет не менее 0,005 мас.%, а сумма средней концентрации Ti и средней концентрации V не больше 0.03 мас.%.

    В случае, когда покрытие на основе Al содержит B в концентрации, попадающей в вышеуказанный диапазон, и содержит Ti и V в концентрации, попадающей в вышеуказанный диапазон, можно получить покрытие на основе Al, в котором количество зародышей кристаллов блесток на поверхности алюминиевого покрытия на квадратный сантиметр поверхности алюминиевого покрытия составляет не менее 100. Это позволяет изготавливать стальной лист, алюминированный горячим погружением, в состав которого входит покрытие, имеющее поверхность на котором в достаточной степени сформированы мелкие блестки и который, таким образом, имеет красивый внешний вид поверхности.

    Согласно фиг. 2, в последующем описании будет обсуждаться плотность зародышей кристаллов блесток. Как показано на фиг. 2, блестки неоднородны и имеют неправильный размер. Однако ядра кристаллов блесток 10 все еще различимы, если рассматривать их, например, в оптический микроскоп.

    Таким образом, путем подсчета количества зародышей кристаллов блесток 10 , присутствующих в определенной области поля зрения, можно определить количество зародышей кристаллов блесток 10 на площадь такого размера.По количеству зародышей 10 кристаллов блесток на площадь поля зрения можно приблизительно рассчитать количество зародышей 10 кристаллов блесток, присутствующих на квадратный сантиметр площади поверхности покрытия на основе алюминия. Следует отметить, что такой метод подсчета, как описано выше, является просто примером, и количество зародышей кристаллов блесток может быть подсчитано любым другим методом.

    Кроме того, стальной лист, алюминизированный погружением в расплав, получают способом, который не требует добавления в покрытие комбинации В и К, и, таким образом, его получают способом, отличным от обычных способов.Кроме того, регулируя концентрацию B в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, можно регулировать эффективную концентрацию B. Из этого следует, что плотность блесток стального листа, алюминированного горячим погружением, который получают при прохождении через ванну для нанесения покрытия, имеет тенденцию изменяться в соответствии с концентрацией B в ванне для покрытия. Таким образом, в соответствии со стальным листом, алюминированным погружением в расплав, в соответствии с Вариантом осуществления 1, легко контролировать плотность блесток стального листа, алюминированного погружением в расплав.

    Покрытие на основе Al, в котором средняя концентрация B составляет менее 0,005 мас.%, не позволяет достичь удовлетворительного эффекта уменьшения размера блесток. Кроме того, даже если средняя концентрация В в покрытии на основе алюминия по варианту 1 составляет не менее 0,005% по массе, покрытие на основе алюминия не сможет обеспечить удовлетворительный эффект уменьшения размера блесток, если сумма среднего Концентрация Ti и средняя концентрация V составляют более 0,03 мас.%.

    С другой стороны, покрытие на основе Al, в котором средняя концентрация B больше 0.50 мас.% приводит к тому, что эффект уменьшения размера блесток достигает насыщения, и никакого превосходства не проявляется, даже если средняя концентрация В дополнительно увеличивается. Кроме того, покрытие на основе Al, в котором средняя концентрация B составляет более 3,0 мас.%, может вызывать снижение коррозионной стойкости.

    Таким образом, для обеспечения коррозионной стойкости стального листа, алюминированного погружением в расплав, стальной лист, алюминированный погружением в расплав, предпочтительно располагать таким образом, чтобы средняя концентрация B в покрытии на основе Al равнялась 0.005 массовых % до 3,0 массовых %, средняя концентрация K в покрытии на основе Al не более 0,02 массовых %, а сумма средней концентрации Ti и средней концентрации V в покрытии на основе Al не более 0,03 масс.%. Это позволяет получить стальной лист, алюминированный методом горячего погружения, с красивым внешним видом и высокой коррозионной стойкостью.

    Как описано ранее, эффект уменьшения размера блесток достигает насыщения в случае, когда средняя концентрация B в покрытии на основе Al до некоторой степени увеличивается.Следовательно, в отношении стального листа, алюминированного горячим погружением, согласно варианту осуществления 1, верхний предел средней концентрации B не обязательно должен определяться.

    Стальной лист, алюминированный горячим погружением в соответствии с Вариантом 1, предпочтительно устроен таким образом, чтобы средняя концентрация B в покрытии на основе Al составляла не менее 0,03 мас.%. При таком расположении можно получить покрытие на основе Al, в котором количество зародышей кристаллов блесток на квадратный сантиметр поверхности покрытия на основе Al составляет не менее 500.Это позволяет производить стальной лист, алюминированный горячим погружением, который имеет более красивый внешний вид.

    Покрытие на основе алюминия стального листа, алюминированного методом горячего погружения, не обязательно должно быть нанесено на обе стороны стального листа-основы, а должно быть нанесено только по крайней мере на одну сторону стального листа-основы.

    Способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав

    В следующем описании обсуждается способ изготовления стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с вариантом осуществления 1 со ссылкой на фиг.3. Фиг. 3 схематически иллюстрирует один пример способа приготовления ванны для нанесения покрытия погружением в расплав в соответствии с Вариантом 1 осуществления. использование ванны для нанесения покрытия, содержащей B, Ti и V в соответствующих отрегулированных концентрациях. Например, стальной лист, алюминированный горячим погружением, может быть изготовлен на экспериментальной линии и в рамках обычного непрерывного производственного процесса с алюминиевым покрытием (производственное оборудование).Альтернативно, стальной лист, алюминированный горячим погружением, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения может быть получен путем применения настоящего изобретения к любому известному специалисту способу изготовления стального листа, алюминированного погружением в горячий расплав.

    Способ производства стального листа, алюминированного погружением в расплав, в соответствии с вариантом осуществления 1 включает стадию подготовки ванны для нанесения покрытия, включающую приготовление ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, содержащей алюминий в качестве основного компонента, таким образом, чтобы концентрация B в алюминии в расчете на ванну для нанесения покрытия горячим погружением не менее 0.0,05 мас.%, а сумма средней концентрации Т и средней концентрации V в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия составляет не более 0,03 мас.%; и стадию нанесения покрытия, включающую погружение стального листа-основы в подготовленную таким образом ванну для покрытия погружением в расплав на основе алюминия и пропускание стального листа-основы через ванну для покрытия погружением в расплав на основе алюминия.

    Средняя концентрация каждого компонента, содержащегося в покрытии на основе алюминия, сформированном на этапе нанесения покрытия, по существу идентична составу ванны для нанесения покрытия на основе алюминия горячим погружением (т.е., концентрация каждого компонента, содержащегося в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия). Конфигурация позволяет изготавливать стальной лист, алюминированный горячим погружением, включающий покрытие на основе Al, в котором средняя концентрация B составляет не менее 0,005 мас.%, а сумма средней концентрации Ti и средней концентрации V составляет не более 0,03 мас.%.

    Этап подготовки ванны для нанесения покрытия

    Как правило, оборудование для нанесения покрытия для непрерывного производства горячеалюминированного стального листа иногда включает в себя ванну для предварительного плавления 6 рядом с алюминиевой ванной 4 (см.1). Алюминиевый слиток и вспомогательные вещества расплавляются в ванне для предварительного плавления 6 и, таким образом, готовят ванну для покрытия с отрегулированным составом 3 и для подачи в алюминиевую ванну 4 . Следует отметить, что другие конкретные конфигурации оборудования для нанесения покрытий, отличные от описанных ниже, конкретно не ограничены, и их иллюстрации и описания здесь опущены.

    Как показано в левой половине РИС. 3, на этапе подготовки ванны для нанесения покрытия высокочистый металлический алюминий 20 сначала расплавляют в ванне предварительного плавления 6 с образованием жидкости алюминиевой ванны (расплавленного алюминия).Металлический алюминий высокой чистоты 20 представляет собой, например, коммерчески доступный металлический алюминий, полученный рафинированием металлического алюминия низкого качества, полученного посредством первичной плавки. Высокочистый металлический алюминий 20 имеет более низкое содержание титана и ванадия, чем низкосортный металлический алюминий. Сумма содержания Ti и содержания V в металле Al высокой чистоты 20 составляет, например, не более 0,02 мас.%.

    Затем источник B 30 добавляют к расплавленному Al в котле предварительного плавления 6 .Источник B 30 может быть, например, алюминиевой лигатурой, содержащей B (металл Al-B). В качестве альтернативы, источником B 30 может быть только B или борид, такой как борид алюминия (например, AlB 2 или AlBi 2 ). Источник B 30 не ограничивается конкретным веществом или формой, при условии, что источник B 30 способен регулировать концентрацию B в расплавленном Al.

    В расплавленный алюминий в тигле для предварительного плавления 6 в зависимости от необходимости может быть добавлен какой-либо другой элемент.Например, добавление алюминиевой лигатуры, содержащей Si (металлический Al-Si), позволяет регулировать концентрацию Si. Также в отношении других элементов добавление алюминиевой лигатуры, содержащей определенный элемент, или использование какого-либо другого известного метода позволяет регулировать концентрацию этого элемента.

    Ванна для покрытия с отрегулированным составом 3 a, отрегулированная до желаемого состава, изготавливается вышеописанным способом.

    Далее, как показано в правой части фиг.3, ванна для покрытия с отрегулированным составом 3 a переносится в алюминиевый тигель 4 , в результате чего получается ванна для нанесения покрытия горячим погружением на основе алюминия 3 , в которой концентрации B, Ti и V находятся в пределах диапазона определены в настоящем изобретении. Концентрации компонентов, отличных от B, Ti и V, в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 могут быть различными, и, таким образом, ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 может быть, например, Ванна Al-9% Si или ванна из чистого Al.

    В случае, когда ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 представляет собой ванну Al-9% Si, металл Al-9% Si может использоваться в качестве высокочистого металла Al 20 в покрытии этап подготовки ванны.

    В качестве альтернативы, ванна для нанесения покрытия погружением в расплав 3 на основе алюминия, в которой концентрации B, Ti и V находятся в пределах диапазонов, определенных в настоящем изобретении, может быть изготовлена ​​путем регулирования состава ванны для нанесения покрытия в алюминиевой ванне. 4 без использования котла для предварительного плавления 6 .Альтернативно, ванну для покрытия с отрегулированным составом 3 a , приготовленную с использованием тигля для предварительного плавления 6 , можно охладить до твердой формы (слитка), а затем слиток можно перенести в алюминиевый тигель 4 .

    Количество используемого высокочистого алюминиевого сплава 20 особо не ограничено при условии, что жидкий алюминиевый раствор изготовлен из материала, по крайней мере частично содержащего высокочистый алюминиевый сплав 20 , и что состав Ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 регулируется таким образом, чтобы сумма концентрации Ti и концентрации V в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 не превышала 0.03 мас.%.

    Состав ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 определяют, например, следующим образом. Ванна для покрытия горячим погружением на основе алюминия 3 , в которую были добавлены некоторые виды веществ в количествах, рассчитанных для достижения желаемых концентраций, нагревается и сохраняется. Затем ванна 3 для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия перемешивается, и из ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 отбирается аликвота, которая используется в качестве образца для испытаний.Испытуемый образец анализируется на его компоненты, и полученный результат используется в составе ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 .

    Этап нанесения покрытия

    На этапе нанесения покрытия, как показано в правой половине РИС. 3, стальной лист подложки 1 погружают и пропускают через ванну 3 для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия. Затем проводят общую постобработку (не показана). Это позволяет непрерывно изготавливать стальной лист, алюминированный горячим погружением, на поверхности покрытия которого стабильно образуются мелкие блестки.

    Обратите внимание, что на этапе нанесения покрытия непрерывное прохождение стального листа-основы 1 через ванну для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 вызывает перемешивание ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 . Это предотвращает полное осаждение соединений, таких как TiB 2 и VB 2 , которые образуются в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав 3 , на дне ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 . , и вместо этого соединения, возможно, частично содержатся в полученном покрытии на основе алюминия.В этом случае средняя концентрация Ti и средняя концентрация V в покрытии на основе Al могут быть ниже, но не выше, чем в ванне для покрытия погружением в расплав на основе Al 3 . Таким образом, используя компоновку, в которой сумма концентрации Ti и концентрации V в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 составляет не более 0,03 мас.%, можно получить покрытие на основе алюминия. в которой сумма средней концентрации Ti и средней концентрации V ниже, чем у ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 .

    ПРИМЕР 1

    Ниже приведен пример Варианта 1.

    Стальные листы с алюминированием горячим погружением (испытательные образцы) были изготовлены, как показано ниже, на экспериментальной линии с использованием экспериментального оборудования для нанесения покрытий с использованием в качестве стального листа-основы, холоднокатаный отожженный стальной лист толщиной 0,8 мм с химическим составом, показанным в таблице 1. В частности, каждый стальной лист, алюминированный горячим погружением, был изготовлен путем (i) погружения стального листа-основы в горячекатаный сплав на основе алюминия. ванну для покрытия погружением, приготовленную, как описано ниже, (ii) извлечение стального листа подложки, погруженного таким образом, и (iii) отверждение покрытия при заданной скорости охлаждения.Условия, в которых были изготовлены стальные листы с горячим алюминированием, приведены в таблице 2.

    ТАБЛИЦА 1

    ТАБЛ.2 компоненты каждой ванны для нанесения покрытия регулировались следующим образом с использованием металлов алюминия от A до F, как показано в таблице 3.Расплавленный алюминий получали в основном из металлического алюминия А (металлический алюминий высокой чистоты) и металлического алюминия В (металлический алюминий-9% Si). Концентрацию Si регулировали с использованием металлического алюминия C (металлический Al-20% Si), а концентрацию бора регулировали с использованием металлического алюминия D (металлический Al-4% B (бор)). Концентрацию Ti регулировали с использованием металлического алюминия E (металлический Al-5% Ti), а концентрацию V регулировали с использованием металлического алюминия F (металлический Al-5% V). Концентрацию Fe регулировали с использованием холоднокатаного стального листа, такого же, как стальной лист подложки.

    Таблица
    . 0.001BAL.Метал Baluminum <0.00120.1 <0.0010.0020.001 <0.0010.002.001 <0.0010.0040.13 <0.0010.0040.13 <0.001bal.metalatal Caluminumunituum4.20.130.190.120.006 <0.0010.0010.140.001BAL.Метал Daluminum <0.0010.0710.19 <0,001 бал.металл ЭАалюминий<0,0010,120,110.014.90.0030.0030.16<0,001bal.metal F

    Концентрация кремния в каждой ванне для покрытия была от 0 до 15 масс. %, концентрация Fe – 2,0 масс. %, концентрация B – от 0 масс. % до 0,5. % по массе, концентрация Ti от 0,0001 % по массе до 0,1 % по массе и концентрация V от 0,0002 % по массе до 0,1 % по массе, с использованием различных пропорций металлов алюминия от A до F. Обратите внимание, что K смешивается в ванне для нанесения покрытия. из-за алюминиевых металлов от D до F.

    Полученные стальные листы, алюминизированные погружением в расплав, подвергали следующим анализам.

    ICP-анализ компонентов в покрытии

    Количество компонентов в ванне для покрытия можно определить путем определения количества компонентов в покрытии. Сначала покрытие растворяли следующим образом.

    Образцы для испытаний, изготовленные с использованием вышеуказанных ванн для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия, имеющих различные составы, каждый разрезали на куски заданного размера, так что готовили образец образца для испытаний. Образец помещали в раствор NaOH (10 мл) с концентрацией 25 %, оставляли стоять на месте, а затем нагревали до полного растворения покрытия в растворе.После того, как было подтверждено, что покрытие полностью растворилось, образец для испытаний, с которого было удалено покрытие путем растворения, извлекали из раствора. Затем раствор дополнительно нагревали, чтобы жидкость испарилась досуха. Продукт, полученный в результате выпаривания досуха, растворяли в смешанной кислоте (смешанном растворе 40 мл азотной кислоты и 10 мл соляной кислоты) при нагревании и добавляли к полученному раствору особо чистую воду так, чтобы объем раствора доводили до точного объема 250 мл.Раствор, который был получен из образца для испытаний и объем которого был отрегулирован таким образом, использовали в качестве раствора для применения при измерении состава каждого образца для испытаний.

    После этого раствор для использования при измерении состава каждого испытуемого образца подвергали следующим двум типам количественных анализов, чтобы определить состав покрытия.

    Количественный анализ Si, B, Ti и V выполнен методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (метод ИСП-АЭС).Количественный анализ K проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (метод ICP-MS).

    Количество зародышей кристаллов блесток на поверхности покрытия

    Структуру дендритов делали видимой путем полировки поверхности каждого образца для испытаний, чтобы сделать более гладким наружный поверхностный слой, простирающийся от поверхности покрытия на глубину 5 мкм. Затем с использованием оптического микроскопа рассчитывали количество зародышей кристаллов блесток, присутствующих на квадратный сантиметр поверхности покрытия.Внешний вид поверхности оценивали на основе следующих критериев, и внешний вид поверхности, оцененный как «отличный» или «хороший», считался приемлемым.

    Отлично: на квадратный сантиметр поверхности покрытия приходилось не менее 500 зародышей кристаллов блесток.

    Хорошо: Не менее 100 и менее 500 зародышей кристаллов блесток на квадратный сантиметр поверхности покрытия.

    Плохое: не менее 50 и менее 100 зародышей кристаллов блесток на квадратный сантиметр поверхности покрытия.

    Очень плохое: на квадратный сантиметр поверхности покрытия приходилось менее 50 зародышей кристаллов блесток.

    Коррозионная стойкость покрытия

    Необработанное покрытие на основе алюминия каждого испытуемого образца было подвергнуто испытанию в нейтральном солевом тумане (испытание NSS), согласно JIS Z2371:2000, и таким образом был определен процент площади белой ржавчины. Коррозионную стойкость покрытия оценивали на основе следующих критериев, и покрытие, получившее оценку «хорошо», считалось приемлемым.

    Хорошо: Процент площади белой ржавчины не менее 0% и менее 5%.

    Неудовлетворительное: доля участков с белой ржавчиной не менее 5%.

    Результаты представлены в таблице 4.

    ТАБЛИЦА 4 )внешний видсопротивление Образцы18.80,005 <0,0001 * 0.0010.0020.003120GoodGoodExample of20.00.0100.00040.0010.0100.011120GoodGoodthe present38.70.0080.00080.0080.0010.009100GoodGoodinvention40.00.009 <0,0001 * 0.0010.0020.003200GoodGood52.00.0150.00040.0050.0020.007400GoodGood69.00.0170.00200.0020.0010.003600ExcellentGood72.20.0180. 00100.00200.0050.010.50.00goodgood80.50.0200.00050.00660.0020.008.00050.00660.00.008400goodgood95.00.0200.00080.0200.00.0200.00080.0200.0010.021300goodgood109.10.0210.00010.0060.0140.020400goodgood119.00.0220.03500.0010.0010.002900ExcellentPoor122.50.022 <0,0001 * 0.0010.0030.004800ExcellentGood139.20.0230.00150.0160.0120.028400GoodGood149.20.0260.00030.0010.0020.0031100ExcellentGood1513.60.0310.02000.0010.0210.022700ExcellentGood169.20.0320.05000.0100.0150.0251000ExcellentPoor179.20.0340.00200.0060.0190.0251500ExcellentGood189.00.0410.00010.0030.0020.0051800ExcellentGoodSamples of190.5<0.001*<0.0001*0.00100.0020.0035Очень ПлохоХорошосравнительный2012.0<0.001*<0.0001*0.1000.0500.1505Очень ПлохоХорошопримеры215.10.0020.00040.0010.0020.0032Очень Плохо.20.0020.00010.0500.0600.1105Very PoorGood239.50.0100.00050.0200.0140.03480PoorGoad249.50.0150.00010.0150.0230.03870PoorGood258.80.0170.00010.0300.0500.08060PoorGood268.70.0200.00030.0500.0060.05680PoorGood279.00.022 <0,0001 * 0.0220.0160.03850PoorGood289.00.0220.00080.0200.0500.07050 PoorGood298.90.0280.00120.0210.0150.03660PoorGood3012.10.0510.02000.0500.2000.25080PoorGood*B не превышает предел обнаружения с помощью ICP-AES, K не превышает предел обнаружения с помощью ICP-MS.

    Как видно из проб №1-№18 Примера настоящего изобретения, показанного в Таблице 4, в образцах, в каждом из которых пропорции компонентов покрытия попадают в диапазоны, определенные в настоящем изобретении, количество зародышей кристаллов блесток, присутствующих на квадратный сантиметр поверхности покрытия (т.е. плотность блесток) составляла не менее 100. Это свидетельствует о том, что настоящее изобретение позволяет получить стальной лист, алюминированный горячим погружением, который включает покрытие, имеющее поверхность, на которой устойчивы и достаточно сформированный и имеющий красивый внешний вид благодаря мелким блесткам, образующимся таким образом на поверхности покрытия.Кроме того, при условии, что сумма средней концентрации Ti и средней концентрации V в покрытии не превышает 0,03 % по массе, увеличение средней концентрации B имеет тенденцию вызывать увеличение эффективной концентрации B и, в свою очередь, вызывает увеличение плотность блесток. Таким образом, контролируя среднюю концентрацию B в покрытии, становится легко контролировать плотность блесток и можно в большей степени уменьшить размер блесток.

    Предполагается, что причина, по которой образец №.11 и образец № 16 имел площадь белой ржавчины 5% или более в тесте SST, что означает, что концентрация K в покрытии высока.

    С другой стороны, образцы № 19 и № 21, которые являются сравнительными примерами, не достигли эффекта уменьшения размера блесток, потому что, хотя сумма концентрации Ti и концентрации V составляет не более 0,03 % по массе, концентрация B составляет менее 0,005 % по массе.

    Образцы № 20 и № 22, которые являются сравнительными примерами, не достигли эффекта уменьшения размера блесток, поскольку сумма концентрации Ti и концентрации V больше 0.03% по массе, а концентрация В составляет менее 0,005% по массе. Образцы с № 23 по № 30, которые являются сравнительными примерами, не достигли эффекта уменьшения размера блесток, потому что, хотя концентрация В составляет не менее 0,005 мас.%, сумма концентрации Ti и концентрации V больше чем 0,03 мас.%.

    Следует отметить, что, как видно из образцов с № 1 по № 30, показанных в таблице 4, средняя концентрация Si, содержащегося в покрытии, не оказывает особого влияния на эффект настоящего изобретения.

    Вариант 2

    В последующем описании обсуждается другой вариант осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания элементам, имеющим функции, идентичные функциям варианта осуществления 1, присвоены идентичные ссылочные позиции, и их описания опущены.

    Вариант 1 обсуждает компоновку, в которой ванна 3 для нанесения покрытий погружением в расплав на основе алюминия, концентрации B, Ti и V в которой находятся в определенных диапазонах, готовят с использованием металлического алюминия с уменьшенными количествами Ti и V.Как правило, производство такого металлического алюминия является дорогостоящим, и поэтому такой металлический алюминий дороже, чем металлический алюминий низкого качества. Во втором варианте осуществления рассматривается стальной лист, алюминированный горячим погружением, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, полученный с использованием низкосортного металлического алюминия, и способ изготовления такого стального листа, алюминированного горячим погружением.

    Стальной лист с горячим алюминированием

    Авторы изобретения провели исследования на основе вышеизложенного и обнаружили, что стальной лист с горячим алюминированием с очень мелкими блестками (плотность блесток не менее 500 блесток/см 2 ) можно получить, если выполняется следующее условие.

    В частности, стальной лист с горячим алюминированием в соответствии с Вариантом 2 удовлетворяет следующему условию (1):


    [B]≥0,017+0,45×[Ti]+0,42×[V]  (1)

    , где [B] представляет собой среднюю концентрацию B (в массовых %) в покрытии на основе Al стального листа, алюминированного горячим погружением, [Ti] представляет среднюю концентрацию Ti (в массовых %) в покрытии на основе Al, и [ V] представляет собой среднюю концентрацию V (в массовых %) покрытия на основе Al.

    Ti и V в ванне для нанесения покрытия реагируют с B в ванне для нанесения покрытия с образованием TiB 2 и VB 2 соответственно из-за их термодинамической стабильности.Массовое отношение (атомное отношение) B к V в TiB 2 равно 0,45, а массовое отношение (атомное отношение) Ti к V в VB 2 равно 0,42.

    Следовательно, количество В, потребляемого Ti и V, равно 0,45×[Ti]+0,42×[V].

    Способ производства стального листа, алюминированного горячим погружением

    В следующем описании обсуждается способ производства стального листа, алюминированного горячим погружением, в соответствии с Вариантом 2.

    Способ производства стального листа, алюминированного горячим погружением, в соответствии с

    Вариант 2 включает: этап подготовки ванны для нанесения покрытия, включающий приготовление ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия, содержащей алюминий в качестве основного компонента, таким образом, чтобы ванна для покрытия погружением в расплав на основе алюминия удовлетворяла следующему условию (1):


    [В]≥0.017+0,45×[Ti]+0,42×[V]  (1)

    где [B] представляет собой концентрацию B (в массовых %) в ванне для нанесения покрытия погружением в расплав на основе Al, [Ti] представляет собой концентрацию Ti ( в массовых %) ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе Al, и [V] представляет собой концентрацию V (в массовых %) ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе Al; и стадию нанесения покрытия, включающую погружение стального листа-основы в подготовленную таким образом ванну для покрытия погружением в расплав на основе алюминия и пропускание стального листа-основы через ванну для покрытия погружением в расплав на основе алюминия.

    Этап подготовки ванны для нанесения покрытия

    Таким же образом, как описано в варианте осуществления 1 со ссылкой на фиг. 3, алюминиевый слиток и вспомогательные вещества расплавляются в ванне предварительного плавления 6 , и таким образом подготавливается ванна для покрытия с отрегулированным составом 3 a для подачи в алюминиевую ванну 4 .

    В Варианте 2 низкосортный металлический алюминий плавится в тигле 6 для предварительного плавления в расплавленный алюминий. Металлический алюминий низкого качества представляет собой, например, металлический алюминий, полученный путем первичной плавки боксита с помощью процесса Байера и процесса Холла-Эру.Металл Al низкого качества может представлять собой какой-либо другой металл Al, полученный путем первичной плавки каким-либо другим способом.

    В зависимости от концентрации Ti и концентрации V в расплавленном Al, приготовленном с использованием низкосортного металла Al, добавляют определенное количество или более источника B, чтобы выполнялось вышеуказанное условие (1), и, таким образом, состав -подготовлена ​​отрегулированная ванна для нанесения покрытия 3 a для подачи в алюминиевый котел 4 .

    Затем ванна для нанесения покрытия с отрегулированным составом 3 a переносится в алюминиевую ванну 4 , где находится ванна для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 , содержание B в которой находится в диапазоне, определенном в настоящем документе. изобретение сделано.

    В качестве альтернативы, ванна для покрытия горячим погружением на основе алюминия 3 , концентрация B в которой находится в пределах диапазона, определенного в настоящем изобретении, может быть изготовлена ​​путем корректировки состава ванны для нанесения покрытия в алюминиевой ванне 4 без использования котел предварительного плавления 6 . В качестве альтернативы, ванна для покрытия с регулируемым составом 3 a , приготовленная с использованием тигля 6 , может быть охлаждена до твердой формы (слитка), а затем слиток может быть перенесен в алюминиевый тигель 4 .

    В качестве альтернативы, смесь низкосортного металлического алюминия и металлического алюминия высокой чистоты может быть использована для изготовления ванны для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия 3 .

    Этап нанесения покрытия

    На этапе покрытия так же, как описано в Варианте осуществления 1 со ссылкой на ФИГ. 3, стальной лист подложки 1 погружают и пропускают через ванну 3 для нанесения покрытия погружением в расплав на основе алюминия. Затем проводят общую постобработку (не показана). Это позволяет непрерывно изготавливать стальной лист, алюминированный горячим погружением, на поверхности покрытия которого стабильно образуются мелкие блестки.

    В соответствии с описанным выше способом можно производить стальной лист, алюминированный горячим погружением, с очень мелкими блестками, используя низкосортный металлический алюминий, что более целесообразно, чем металлический алюминий высокой чистоты. Это позволяет снизить себестоимость стального листа, алюминированного горячим погружением.

    ПРИМЕР 2

    Ниже приведен пример Варианта 2.

    Холоднокатаные отожженные стальные листы толщиной 0,8 мм, каждый из которых имеет химический состав, показанный в Таблице 1 в предыдущем Примере 1, использовали в качестве стальных листов подложки, и стальные листы, алюминированные горячим погружением (испытательные образцы), были приготовлены в условиях, показанных в Таблице 2 в приведенном выше Примере 1.

    Компоненты каждой ванны для нанесения покрытия были подобраны с использованием алюминиевых металлов от A до F, показанных в таблице 3 в предыдущем примере 1. Полученные стальные листы, алюминированные горячим погружением, были подвергнуты анализу таким же образом, как описано в предыдущем примере 1.

    Результаты представлены в таблице 5. Образцы 310.50.0310.00010.0140.0190.033600ExcellentGoodExample of329.00.033 <0,0001 * 0.0180.0140.0321000ExcellentGoodthe present335.00.0340.00040.0200.0050.0251500ExcellentGoodinvention348.60.0380.00060.0110.0220.0332000ExcellentGood3512.10.0500.00020.0200.0450.0651200ExcellentGood369.10.0510.00090.0200.0200.0402100ExcellentGood379.00.0420.00030.0060. 0310.0372000ОтличноХорошо388.80.0440.0050.0400.0060.0461000ОтличноХорошо399.10.0480.0120.0190.0160.0352400ОтличноХорошо4011.90.380<0,0001*0,0800.09501080Отлично70.4200.0080.0490.0530.1022200ExcellentGoodSamples of429.1 <0,001 * <0,0001 * 0.0010.0020.0035Very PoorGoodcomparative439.00.0020.00010.0060.0090.0155Very PoorGoodexamples444.80.0050.00010.0010.0010.0025Very PoorGood450.50.0080.00040.0060.0110.0175Very PoorGood468.70.0170.00040.0060.0190.02550 BODGOOD478.80.028 <0.0001 * 0.0400.0050.045120GOODGOOD489.00.031 <0.0001 * 0.0100.0500.060100GOODGOOD4912.00.0420.0010.0010.1000.105POOOOOD5014.60.0500.0200.1000.0050.10500.0200.1000.00.0050.10550poorgood * B не больше, чем обнаруживаемый предел ICP-AES, K не больше, чем предел обнаружения с помощью ICP-MS.

    Как видно из образцов с № 31 по № 41, показанных в таблице 5, когда пропорции компонентов покрытия попадают в диапазоны, определенные в настоящем изобретении, количество зародышей кристаллов блесток на квадратный сантиметр поверхность покрытия (плотность блесток) 500 и более. Это показывает, что настоящее изобретение позволяет получить стальной лист, алюминированный горячим погружением, который имеет мелкие блестки, устойчиво и в достаточной степени сформированные на поверхности его покрытия, и, таким образом, имеет красивый внешний вид поверхности.Между тем, как и в случае с предшествующим примером 1, увеличение средней концентрации B в покрытии имеет тенденцию вызывать увеличение эффективной концентрации B и, в свою очередь, вызывать увеличение плотности блесток. Таким образом, контролируя среднюю концентрацию B в покрытии, становится легко контролировать плотность блесток и становится возможным уменьшить размер блесток в большей степени.

    С другой стороны, образцы с № 42 по № 50 являются сравнительными примерами, и их концентрация B в покрытии не удовлетворяет следующему условию:


    [B]≥0.017+0,45×[Ti]+0,42×[V]  (1)

    Отсюда следует, что плотность блесток составляет менее 500 на квадратный сантиметр. Обратите внимание, что образцы № 11, № 12 и № 14-№ 18, показанные в Таблице 4 в предыдущем Примере 1, также попадают в диапазон Примера 2.

    Настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, но может быть изменен специалистом в данной области техники в пределах объема формулы изобретения.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.