Состав для диффузионного цинкования стальных изделий

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Урбанович Наталья Ивановна Комаров Олег Сидорович Галушко Анатолий Маркович Станишевский Виктор Францевич Куликовский Вячеслав Станиславович Лецко Андрей Иванович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Состав для диффузионного цинкования стальных изделий, содержащий цинкосодержащий компонент, хлористый аммоний и оксид алюминия, отличающийся тем, что в качестве цинкосодержащего компонента содержит гартцинк при следующем соотношении компонентов, мас.гартцинк 25-95 хлористый аммоний 1-2 оксид алюминия остальное. Изобретение относится к области химической обработки поверхностей деталей путем термодиффузионного цинкования в порошковых цинксодержащих смесях и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и приборостроительной промышленности. В науке и технике широко известны способы обработки металлических поверхностей для получения защитных цинковых покрытий. Одним из наиболее распространенных методов нанесения покрытий является способ термодиффузионной обработки, осуществляемый путем обработки стальных изделий при нагревании в порошковых цинксодержащих смесях. Порошковую насыщающую смесь, как правило, получают либо смешением цинкового порошка и активаторов, в качестве которых используют хлористый аммоний, йодистый аммоний, хлористый цинк в количестве 1-2 мас. , либо смешением цинкового порошка и кварцевого песка - инертного наполнителя. Содержание цинкового порошка в насыщающей смеси составляет от 25 до 95 мас. . Следует отметить, что процесс термодиффузионного цинкования является достаточно дорогим. Снижение стоимости процесса возможно за счет повышения эффективности смеси и использования цинкосодержащих отходов. К таким отходам относится гартцинк,15501 1 2012.02.28 который образуется в результате горячего цинкования и состоит из соединений ,оксидов цинка и цинка. При этом массовое содержание железа составляет около 7 . Известна насыщающая смесь для шерардизации, содержащая 95 мас.металлического цинка и песок в качестве инертного наполнителя, которую готовят к использованию путем смешения компонентов друг с другом 1. Использование известного состава позволяет получить покрытие, достаточное по толщине с удовлетворительным качеством поверхности, однако массовый показатель скорости коррозии недостаточно высокий. Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав порошковой смеси 2,содержащей цинковый порошок или цинковую пыль (пусьеру) - отход при производстве цинка до 65 мас. , инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия в количестве до 33 мас.и активатора, в качестве которого используют хлористый аммоний в количестве до 2 к массе пусьеры. Прототип имеет недостатки недостаточно эффективен, не обеспечивает получение плотного равномерного покрытия с высокими показателями коррозионной стойкости, что особенно важно для изделий с нормированными допусками на размеры. Задачей предлагаемого изобретения является увеличение эффективности цинкующего состава путем повышения коррозионной стойкости получаемого покрытия, его прочности и экономичности процесса. Поставленная задача достигается тем, что состав для диффузионного цинкования стальных изделий, содержащий цинксодержащий компонент, хлористый аммоний и оксид алюминия, в качестве цинксодержащего компонента содержит гартцинк при следующем соотношении компонентов, мас.гартцинк 25-95 хлористый аммоний 1-2 оксид алюминия остальное. Заявляемый состав для термодиффузионного насыщения получали путем механического смешивания порошкообразных компонентов. В качестве инертного наполнителя служил оксид алюминия (23), а активатора - хлористый аммоний (4). Примеры конкретных составов приведены в табл. 1. Таблица 1 Опыт 1 2 3 4 5 6 7 известный Соотношение компонентов, мас.Инертный наполнитель Активатор (4) Цинкование осуществляли в предлагаемых средах в контейнерах с плавким затвором при 450 С в течение 1 часа. В качестве цинкуемых изделий были взяты стальные болты. Для исследования эффективности цинкующего состава, показателем которой служили коррозионная стойкость, прочность сцепления, внешний вид покрытия проведена серия экспериментов, результаты которой представлены в табл. 2. 2 Прочность сцепления методом нанесения в сетке царапин ГОСТ 9.307-89 удовлетворительное удовлетворительное прочное прочное прочное прочное удовлетворительное Внешний вид покрытия Матовое темно-серое Матовое серое Матовое светло-серое Матовое светло-серое Матовое светло-серое Матовое светло-серое брак Матовое светло-серое Из таблицы следует, что наилучшую коррозионную стойкости прочность покрытия получили при применении заявляемого состава. При применении смесей, содержащих 15 мас.гартцинка, получали покрытие на образцах темно-серого цвета с удовлетворительной прочностью сцепления, а содержащих 99 мас.гартцинка получали на резьбовой поверхности образцов неровный спекшийся слой, на результат которого сказалось отсутствие инертного наполнителя. Таким образом, использование для термодиффузионного цинкования стальных изделий состава, в котором в качестве цинксодержащего компонента содержится гартцинк отход после горячего цинкования, позволило повысить эффективность смеси путем повышения коррозионной стойкости с сохранением прочности цинкидного покрытия и существенно снизить ее стоимость за счет применения гартцинка. Источники информации 1. Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа Сборник статей под ред. К.Н. Страффорда. - М. Металлургия, 1991. - . 69-73. 2. Химико-термическая обработка металлов и сплавов / Под ред. А.С. Ляховича. - . Металлургия, 1981. - . 167. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3