Спосіб покриття металом сталевого сортового прокату методом “занурення” і кінцевий сортовий прокат з покриттям

Реферат: Сортовий прокат, який підлягає покриттю (сталевий дріт, що підлягає прокатуванню, зокрема), занурюють у розплав цинкового сплаву, та, після витягнення з розплаву, покритий виріб піддають охолодженню, який відрізняється тим, що зазначений розплав цинкового сплаву містить, у масових відсотках, від 4 до 8 алюмінію та від 0,2 до 0,7 магнію, і тим, що зазначене охолодження регулюють для того, щоб надати зазначеному металевому покриттю гомогенну мікроструктуру з частою β фази, яка становить більше ніж приблизно 25 % від об'єму. Одержаний покритий виріб демонструє гарну стійкість проти корозії, у солоному середовищі зокрема, також як і гарні металургійні властивості та фіксовані експлуатаційні характеристики, і при цьому здійснення способу для одержання зазначеного не виявляє будь-яких особливих труднощів, беручи до уваги відомі способи покриття за допомогою занурення. UA 102320 C2 (12) UA 102320 C2 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід належить до антикорозійного покриття виробів сортового прокату, зокрема виробів що реалізуються, зокрема катаного дроту, за допомогою занурення в розплав цинку. Необхідно нагадати, що процес "гарячого" покриття, відомий як "нанесення покриття за допомогою занурення", сортопрокатних виробів із чорних металів, що реалізуються, у розплаві з розплавленого цинку (традиційно сплав цинку та алюмінію, де вміст Zn становить приблизно 95 мас. %), до якого в першу чергу належить цей патент, насамперед, поліпшує стійкість проти корозії покритих у такий спосіб виробів. У заявці на винахід сталевий катаний дріт потрібно вважати переважним, однак, проте, не винятковим. Фактично аналогічним чином винахід може бути здійсненим для покриття будьякого сортового прокату чорного металу, такого як круглі або квадратні прутки, також як і для покриття готових виробів, одержаних з таких продуктів, таких як профільні елементи, болти, гвинти, і т.д., оскільки сталевий виріб, який підлягає покриттю, який або підлягає протягуванню, або ні, може бути занурений в розплав цинку, який знаходиться в резервуарі, який підігрівається. Однак, з метою підвищення розуміння викладу опису, реалізуємий виріб, який підлягає покриттю, тут і далі буде згадуватись як сталевий дріт. Необхідно також нагадати, що спосіб покриття "за допомогою занурення" включає підготовку поверхні дроту, яка зазвичай спричиняє три послідовні операції: знежирення, травлення та флюсування. Наприкінці цієї підготовки дріт проводять через розплав цинку, у якому знаходиться покриваючий розплав, сприяючи настанню реакції заліза із цинком, яка гарантує якість покриття на поверхні дроту. Після витягнення з розплаву, товщину металевого покриття регулюють, серед іншого, за допомогою продувки азотом або механічним сушінням. Потім, для того щоб надати металевому покриттю бажану мікроструктуру, дріт піддають охолодженню, пропускаючи його через водні струмені або водний туман (суміш води та повітря). На даному етапі, дріт з покриттям може бути намотаний в котушки для відправлення споживачам, або як альтернатива може бути підданий обробці, такій як волочіння, холодне формування, та необов'язково покриття лаком або фарбою. Є відомим додавання легуючих елементів у традиційний розплав цинку, для того щоб поліпшити стійкість готового виробу проти корозії. У першу чергу, звичайно, необхідно згадати алюміній. Алюміній традиційно додають у кількості, яка становить приблизно 5 мас. %, але також іноді у кількості, яка становить більше ніж 50 мас. %. Один добре відомий і широко використовуваний цинковий сплав з 5 мас. % Al, ® наприклад, є присутнім на ринку за назвою Galfan . Необхідно нагадати, що процес, відомий як "покриття Galfan", включає в собі подвійне занурення: сталевий дріт спершу занурюють у розплав із чистим розплавом цинку (тобто технічно чистим цинком, з вмістом Zn, який становить 99 мас. % або більше), до якого, однак, можуть бути додані деякі елементи, для того щоб полегшити досягнення бажаних характеристик покриття (зменшення товщини шару інтерметалічних продуктів, утворених на місці контакту залізо-цинк, і т.д.). Потім дріт занурюють ® другий раз, цього разу у відповідний розплав з Galfan , тобто який містить бажану концентрацію цинку та алюмінію. Проте, необхідно відзначити, що, якщо для попереднього очищення поверхні дроту були застосовані спеціально поліпшені засоби, то покриття дроту може бути здійснене безпосередньо за один етап ("одне занурення") за допомогою занурення в розплав Galfan. Аналогічно необхідно нагадати, що, для того щоб додатково поліпшити стійкість проти корозії покриття Al-Zn, було запропоновано у розплав цинку додавати магній. Сплав Zn-Al-Mg представлений, наприклад, у дослідженні, названому "Zinc Alloy Coated Steel Wire with High Corrosion Resistance" by Sugimaru та ін., опублікованому в "Nippon Steel Technical Report № 96, липень 2007". Три композиції сплавів з підвищеним вмістом Mg згадані там: до сплаву на основі Zn, що містить 11 мас. % Al, відповідно додавали 1, 2 і 3 мас. % Mg. Застосовували спосіб подвійного занурення, перший із зануренням у розплав із чистим Zn, за чим ішло занурення в розплав зі сплавом, що складається із Zn з 11 мас. % Al та 1-3 мас. % Mg. Підвищена стійкість проти корозії, зокрема в солоному середовищі, була чітко відзначена по всьому діапазону, у порівнянні зі сплавом Zn з 10 мас. % Al, і, таким чином, без будь-якого додавання Mg. Вищезгадане дослідження є одним з декількох документів, що ілюструють сприятливий вплив, що досягається за допомогою додавання Mg у розплав цинку, і, відповідно до теорії, яка одностайно прийнята на сьогоднішній день, що чим більше Mg додано в розплав, то тим вищою є стійкість покриття проти корозії. Проте, також є відомим, що головний недолік додавання Mg у розплав цинкового сплаву полягає в тому, що зазначене може привести до погіршення опірності розтріскуванню утвореного покриття. Зазначене явище відбувається, безсумнівно, з причини декількох факторів, основним з яких, очевидно є утворення інтерметалічної сполуки типу MgZn 2, опірність розтріскуванню якого під впливом механічного напруження є низькою. 1 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, додавання Mg у розплав цинку, як правило, приводить до утворення більш грубозернистої мікроструктури покриття. Таким чином, розподіл напружень у межах утвореного шару покриття є менш рівномірним і на межі розділу різних фаз, що складають покриття, можуть виникати більш високі напруження. Таким чином, було виявлено, що додавання Mg, з метою поліпшення стійкості проти корозії, може, з іншого боку, викликати виробничі проблеми та проблеми, що відносяться до якості виробу з покриттям при експлуатації. Крім того, підвищення вмісту Mg має тенденцію збільшувати утворення шлаків, або дросу, які виділяються як осади і плавають на поверхні розплаву цинку. Мета цього винаходу полягає в тому, щоб запропонувати спосіб покриття поверхні металом, який може бути застосованим до сортового прокату чорних металів, зокрема до сталевого дроту, що протягується, забезпечуючи можливість здійснення покриття, яке демонструє більш ® високу стійкість проти корозії, ніж традиційний сплав Galfan , без необхідності мати відомі недоліки, що властиві присутності магнію. З урахуванням зазначеної мети, цей винахід забезпечує спосіб покриття виробу сортового прокату металом, у якому вказаний виріб занурюють у розплав цинкового сплаву, і покритий виріб піддають охолодженню після витягнення з розплаву, при цьому спосіб, відрізняється тим, що зазначений цинковий розплав містить, у масових відсотках, крім цинку, від 4 до 8 алюмінію та від 0,2 до 0,7 магнію, і тим, що зазначений покритий виріб піддають, після витягнення з розплаву, охолодженню з регульованою швидкістю, з тою метою, щоб надати зазначеному металевому покриттю гомогенну мікроструктуру, де частина β фази за обсягом є більшою, ніж приблизно 25 %. Оскільки застосовуваний цинковий сплав містить алюміній і магній у складі, близькому до евтектичного складу, то дрібнозерниста мікроструктура утворюється в межах зазначеного шару покриття, який, як правило, містить β фазу Zn, потрійну евтектичну фазу Zn/Al/MgZn 2, дрібні кристалі MgZn2, разом з, передбачуваною, але не дослідженою, проевтектичною α фазою з дуже високим вмістом Al (тільки з невеликим вмістом Zn). ® Відповідно до перших одержаних результатів, у порівнянні із традиційним сплавом Galfan без Mg, металеве покриття, одержане відповідно до цього винаходу, демонструє стійкість проти корозії в солоному середовищі, яке є у два - три рази або більше вищим, при однаковій товщині покриття. Такий спосіб підтверджує, що він особливо добре підходить для покриття сталевого дроту, але може також бути застосований до іншого сортового прокату чорних сплавів, такого як прутки та різні профілі, так само як і до готових деталей, за умови, що процес покриття може бути здійснений за допомогою "занурення". Необхідно відзначити, що спосіб відповідно до винаходу відрізняється від відомих способів покриття зануренням, таких як у вищезгаданому японському дослідженні, де застосовують розплав Zn-Al-Mg з дуже високою концентрацією Mg (від 1 до 3 мас. %). Іншою важливою відмінністю від відомих сплавів Zn-Al-Mg є мікроструктура утвореного металевого покриття, яка є надзвичайно гомогенною (і переважно дрібнозернистою) для більшої частини свого об'єму, з більшою пропорцією β фази, яка може навіть перевищувати 30 %. Більша пропорція β фази, у комбінації з дисперсністю її розподілу в матеріалі, гарантує гарну пластичність шару покриття. Таку мікроструктуру одержують як результат хімічного складу, підібраного для розплаву цинку, який є наближеним до евтектичного складу Al-Zn і містить низький вміст Mg, де, за допомогою відповідного охолодження, забезпечують тонкодисперсну та гомогенну комбінацію різних присутніх фаз. Із цієї причини покриття, яке одержано із застосуванням цього способу, відрізняється від відомих покриттів, які, як правило, мають грубозернисту мікроструктуру, яка містить більші включення β і α фази (зерна), і концентрація β фази становить менше ніж 20 % від об'єму (ще навіть більш низьке значення є бажаним). Переважно, у металевому покритті відповідно до винаходу, β фаза приймає форму дрібних зерен Zn, індивідуальний середній розмір яких, взятий, наприклад, у поперечному перерізі у 2 напрямку до товщини шару покриття, становить приблизно 1 мкм . При цьому вважають, що бажана дрібнозерниста мікроструктура досягнута, коли максимальний розмір зерен покриття не перевищує приблизно 10 мкм, перевага надається розміру зерен, який становить менше ніж 5 мкм і навіть менше ніж 3 мкм. Зазначені зерна β фази в шарі покриття розподілені однорідно. Те ж саме вірно для розподілу та розміру зерен проевтектичної α фази. Для фахівця в даній галузі техніки, цинк, і із цієї причини β фаза, відомі як такі, які показують більш низьку стійкість проти корозії, ніж інші присутні фази. Із цієї причини у відомих способах були здійснені спроби обмежити її утворення. Однак, заявник помітив, що із покриттям, що має 2 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гомогенну мікроструктуру та малий розмір часток, можливо досягти підвищеної стійкості проти корозії, навіть тоді, коли пропорція β фази перевищує 25 % або 30 % від об'єму. Таким чином, навіть якщо коли більша кількість β фази присутня, ніж у відомих покриттях, то вона в цьому випадку тонкодисперсно перемішана із дрібними зернами (або гранулами або пластинками) інших фаз, що приводить до підвищеного захисту проти корозії, імовірно з причини синергічного ефекту разом з іншими присутніми фазами. Імовірно, що будь-яка корозія, що розповсюджується на межах зерен та/або в евтектичних фазах, буде формувати стійкі та захищаючі від корозії продукти в зонах, які насичені тонкодисперсно розподіленими Al та Mg. Гомогенність мікроструктури та її дисперсність також забезпечує більш однорідне, та із цієї причини більш повільне поширення корозії по товщині шару покриття, разом з утворенням стійких продуктів корозії, однорідно розподілених у покритті, які також сприяють затриманню поширення корозії. Зазначений вид захисту не може бути досягнутим, коли структура є негомогенною та зокрема складається із великих зерен або включень, які фактично можуть проходити через усе покриття, утворюючи між ними напрямки вибіркової корозії. Крім підвищеної стійкості проти корозії одержаного покриття, з його дрібнозернистою, гомогенною мікроструктурою, воно є менш чутливим до проблем розтріскування та демонструє кращі механічні характеристики. Одержують пластичність, еквівалентну покриттю із ® традиційного покриття типу Galfan . В цілому, покритий виріб демонструє кращі експлуатаційні характеристики, як механічні, так і пов'язані з корозією, таким чином, забезпечуючи кращу якість при експлуатації. Слід приймати до уваги, що розплав рідкого цинкового сплаву, застосовуваний у цьому способі, включає кількість Mg, яка є суттєво меншою, ніж кількість Mg, що міститься у відомих розплавах Zn-Al-Mg, таким чином, мінімізуючи проблеми розтріскування покриття, також як і утворення дросів на поверхні розплаву цинку. Переважно, застосовуваний розплав цинку містить Al та Mg у рекомендованих кількостях, решта становить Zn і залишкові домішки та/або постійні домішки. Однак можливо додавати інші легуючі елементи, не виходячи за межі обсягу винаходу, таким чином, забезпечуючи розплаву навіть більш корисні фізико-хімічні властивості, не знижуючи стійкості покриття проти корозії і його пластичності. Як відомо, алюміній уможливлює підвищення стійкості проти корозії покриттів, що базуються на цинку. Вміст 4 - 8 мас. % вважають особливо ефективним, тому що він є наближеним до евтектичного складу Zn-Al, який із цієї причини має перевагу з погляду бажаного росту кристалів, але також і з погляду здійснення способу (низька точка плавлення). Переважно, вміст Al знаходиться в межах між 4,5 і 6,5 мас. %, та ще більш переважно між 4,5 і 5,5 мас. %, ідеальний вміст становить приблизно 5 мас. %. Магній відомий тим, що підвищує стійкість проти корозії одержаного покриття. Причина полягає в тому, що Mg стабілізує продукти корозії цинку. У цьому способі його тонкодисперсний та однорідний розподіл у покритті має ефект затримки корозії цинку, та із цієї причини, обмеження до відомого ступеня швидкості поширення фронту корозії в межах покриття. При вмісті Mg понад 0,7 мас. %, збільшується ризик появи тріщин у покритті, що зазнає механічних навантажень, з причини більшого утворення кристалів MgZn 2, без будь-якого відповідного істотного підвищення стійкості проти корозії. Діапазон концентрацій за масою Mg, підібраного для розплаву, а саме, 0,2 - 0,7 мас. %, переважно 0,3 - 0,6 мас. %, і більш переважно 0,35 %, дає гарні результати, мінімізуючи проблеми, які може викликати додавання Mg. З погляду здійснення, спосіб відповідно до винаходу буде містити звичайні стадії для підготовки поверхні сортового прокату, який підлягає покриттю, переважно такі, які застосовуються в контексті "покриття Galfan". У випадку сталевого дроту, до занурення в розплав цинкового сплаву, його звичайно піддають обробкам очищення промиванням та/або знежирення та/або травлення, а також флюсування (що запобігає повторному оксидуванню очищеного дроту та прискорює металургійну реакцію залізо-цинк). Відповідно до цього способу, виріб, який підлягає покриттю, зокрема дріт, із цієї причини, може піддаватись зазначеній обробці або будь-якій підходящій обробці, наприклад, електрофлюсуванню або проходженню через піч із відновлюваною атмосферою. Після витягнення з розплаву цинкового сплаву дріт піддають форсованому охолодженню, переважно за допомогою зрошення водою (наприклад, у вигляді струменів або водного туману) або будь-яких інших еквівалентних засобів. Крім того, хоча цей спосіб може бути здійснений за допомогою єдиної операції занурення (виріб, який підлягає покриттю, занурюють безпосередньо в розплав сплаву Zn-Al-Mg після підготовчої обробки поверхні, призначеної для того, щоб надати виробу чистоту поверхні, необхідну для цього виду способу), також може бути здійснене подвійне занурення, або "процес 3 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 подвійного занурення", зокрема для покриття сталевого дроту. У цьому останньому випадку підготовлений дріт на початку занурюють у розплав технічно чистого Zn (який може містити невеликі добавки елементів, які відомі як такі, що оптимізують характеристики утвореного шару покриття, та зокрема як обмежуючі ріст інтерметалічних сполук), потім занурюють у розплав сплаву Zn-Al-Mg відповідно до винаходу. Зазначений перший розплав цинку може мати традиційний хімічний склад, який також дозволяє застосовувати традиційні розплави для флюсування. Після витягнення із зазначеного першого розплаву цинку, на поверхні виробу утворюється шар інтерметалічних продуктів Fe-Zn. Для мінімізації ризику тріщин/розколів, що виникають в одержаному покритті, після витягнення з першого розплаву переважно утворюється такий шар інтерметалічних продуктів з низькою товщиною, яка переважно становить менше ніж 15 мкм, і більш переважно менше ніж 10 мкм, або навіть близько 5 мкм, або навіть настільки тонкий, що є невидимим за допомогою оптичного мікроскопу. Сумарна товщина готового металевого покриття регулюється залежно від призначення використання виробу з покриттям, таким чином, щоб брати до уваги стійкість проти корозії та бажані характеристики експлуатації. Слід також приймати до уваги, що стійкість проти корозії, яку забезпечує металеве покриття, одержане відповідно до винаходу, таким чином, уможливить при даній стійкості проти корозії зменшити товщину покриття, в порівнянні із традиційним ® покриттям Galfan , у тому розумінні, що останнє визначається на сьогодні відповідно до Європейського стандарту 10244, частиною 2. Спосіб відповідно до винаходу забезпечує виготовлення покритого дроту з поліпшеною стійкістю проти корозії та характеристиками експлуатації або використання, такими як пластичність, які є необхідними для традиційних використань: сітка, огорожа, ґрати, габіонні конструкції, формований дріт, дріт для виноградних лоз, і т.д. Винахід буде легше розумітись та інші особливості та ознаки стануть більш зрозумілими у світлі детального опису переважного варіанту здійснення винаходу, наведеного нижче, за допомогою пояснення, з посиланням на прикладені графічні матеріали, де: - Фіг. 1 і 2: показують зображення растрового електронного мікроскопу (РЕМ), що показують поперечний переріз сталевого дроту з покриттям, де застосовували дві швидкості охолодження при витягненні з розплаву Zn-Al-Mg та/або при витягненні з першого розплаву чистого Zn; - Фіг. 3: показує зображення РЕМ поперечного перерізу дроту з покриттям, одержаним відповідно до цього способу, що показує в деталях межі зерен; - Фіг. 4: показує зображення РЕМ поперечного перерізу дроту, покритого відповідно до цього способу та вигнутого, із зовнішньої сторони вигину, яка була піддана розтягненню; - Фіг. 5: показує зображення РЕМ вигнутого дроту, показаного на Фіг. 4, зі сторони вигину, яка була піддана стисненню; - Фіг. 6: показує зображення РЕМ, що ілюструє поширення корозії в покритті під час випробування на солоний туман; - Фіг. 7, 8 і 9: показують послідовно та у такому порядку, зображення РЕМ (Фіг. 7) поздовжнього "поперечного" перетину шару покриття сталевого дроту, за ним іде його перетворення за допомогою обробки зображень (Фіг. 8), що показує зерна в контрасті із межами зерен, за останнім зображенням йде його перетворення (Фіг. 9) за допомогою обробки контурів, що показує зображення винятково із цілими зернами, для того щоб обчислити середній розмір зерен. ® Як згадано вище, додавання магнію в розплав цинку типу Galfan або з 10 - 11 мас. % або більше алюмінію підвищує стійкість проти корозії утвореного покриття. Крім того, у літературі згадується, що стійкість покриття проти корозії підвищується зі вмістом Mg у розплаві. Однак при цьому також відомо та загальновизнано, що додавання Mg у розплав має той недолік, що викликає значне погіршення опірності розтріскуванню утвореного покриття. Як уже було підкреслено, основна причина цього, імовірно, полягає в утворенні сполуки типу MgZn2, опірність розтріскуванню якого при впливі механічного напруження є досить низькою. Додавання магнію в розплав також приводить до утворення більш грубозернистої мікроструктури, з погляду розміру зерна, що приводить до більшого акумулювання напружень на межі розділу різних фаз, що складають шар покриття. Виняткова стійкість проти корозії покриттів Zn-Al-Mg пояснює, чому численні дослідження були присвячені цьому типу покриття. У світлі попереднього рівня техніки, проілюстрованого зокрема в Nippon Steel Technical Report No. 96, процитованого на початку опису, представляється, що обраний напрямок повинен віддавати перевагу складу розплаву, який має підвищений вміст Al і Mg. Наприклад, у зазначеному повідомленні вказано вміст Al, що становить 11 мас. %, і вміст Mg, що становить 1 мас. % - 3 мас. %. В той час як повідомлені результати вважаються задовільними у відношенні стійкості проти корозії, проте, є зрозумілим, як у деяких випадках 4 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 спостерігалось заявником, що застосування занадто високого вмісту Al відносно евтектичного складу з Zn є фактично не бажаним з інших причин. Причина полягає в тому, що таке застосування може привести до утворення покриття із грубозернистою, негомогенною структурою, як з погляду структури (кристалічні решітки), так і з точки зору хімії. Таким чином, вище шару інтерметалічних продуктів, утворених на поверхні сталі у вищезгаданому дослідженні Nippon Steel, у покритті існує велика кількість «α» фази (або первинна фаза кристалічного Al). Зазначена фаза є зернистою за формою. Розмір і число цих зерен природно залежать не тільки від вмісту Al, але також і від вмісту Mg у розплаві. У діапазоні згаданих складів зазначені зерна є як дуже великими, так і дуже неоднорідними за розміром. Із зазначеної причини, вони можуть у деяких випадках займати фактично всю товщину утвореного металевого покриття (за винятком інтерметалічного шару), при цьому спостерігались розміри зерна, які становили більше ніж 10 мкм або навіть розміри зерна, які становили 20 мкм. У випадку зазначених концентрацій Mg (1 - 3 мас. %), покриття також містить фазу MgZn2, яка також виявлена в зернистому виді. Для випадків вмісту Mg у розплаві, яке становить більш ніж 1 мас. %, зазначена фаза MgZn2, яка відома своєю твердістю та, із зазначеної причини, крихкістю, може навіть дійти до такого стану, що буде включати зерна α фази, що складається із первинного алюмінію. Інша мікроструктура покриття складається з евтектики Zn/Al/MgZn 2. Невелика кількість «β» фази, що складається в основному з Zn, може при цьому також бути присутньою. Також представляється, що для діапазону перерахованих складів і зокрема для вмісту Mg, що застосовується в статті Nippon Steel, незалежно від швидкості охолодження дроту з покриттям після витягнення з розплаву (звичайно в діапазоні швидкостей, припустимих відповідно до застосовуваних способів), властивості структури покриття залишаються схожими по всій товщині. Структура стає трохи більш дрібнозернистою з підвищенням швидкості охолодження, але, навіть у випадку швидкості охолодження, яка досягається при використанні води як охолоджуючої рідини, не може бути досягнута дрібнозерниста мікроструктура, яку можна було б порівняти з мікроструктурою відповідно до цього винаходу. Утворені фаза MgZn 2 та α фаза завжди зберігають зернисту будову, де зерна мають великий розмір. Із зазначеної причини мікроструктура покриття завжди є грубозернистою та неоднорідною. Із зазначеної причини розробники цього способу досягли позитивного результату, у порівнянні із зазначеними недоліками існуючих покриттів, заснованих на Zn-Al-Mg, які показують обмеження з погляду адгезії та опірності розтріскуванню, викликані присутністю фази MgZn 2. ® Незважаючи на наявність чудової стійкості проти корозії покриття виду Galfan , різнорідність структури не дозволяє зазначеному типу покриття забезпечити захист, який був би повністю однаковим у всіх точках деталі, що підлягає захисту. Таким чином, можуть існувати напрямки вибіркової корозії, що приводить, насамперед, до появи червоної іржі в певних зонах. З іншої сторони, цей спосіб забезпечує досягнення металевого покриття, що має не тільки гарну стійкість проти корозії, але також і чудову пластичність, яка дає можливість витримувати звичайні напруження, яким піддають виріб сортового прокату з покриттям, зокрема у випадку сталевого дроту. В зв'язку із цим, відповідно до цього способу, застосовують розплав цинку (більш точно розплав цинкового сплаву), який містить, у масових відсотках, від 4 до 8 мас. % алюмінію та від 0,2 до 0,7 мас. % магнію. Після занурення в зазначений розплав, покритий дріт (мається на увазі сталевий дріт) піддають охолодженню з регульованою швидкістю, використовуючи струмені води або розпорошуваний водний туман, наприклад, для того щоб сформувати в покритті, після отвердіння, гомогенну, дрібнозернисту мікроструктуру з β фазою, яка може становити до 30 % від об'єму. Фігури 1 - 2 показують зображення РЕМ перетину сталевого дроту, покритого із застосуванням цього способу, але в його варіанті здійснення "подвійне занурення" (перше занурення здійснюється в розплав чистого цинку, за ним іде охолодження), при цьому кожне із зображень відповідає різному охолодженню дроту після витягнення з першого або другого розплаву. Сталевий дріт є круглим, 5 мм у діаметрі, на початку його очищали із застосуванням традиційного способу, який включає знежирення, травлення та флюсування, а потім занурювали в традиційний перший розплав чистого Zn. Потім дріт занурювали в розплав Zn, що містить 4,8 мас. % Al та 0,3 мас. % Mg від маси, а потім після витягнення з розплаву піддавали охолодженню з регульованою швидкістю. Більше на Фігурі 1, ніж на Фігурі 2, безпосередньо на поверхні 1 дроту 2 спостерігається зона 3 з утворених інтерметалічних продуктів, товщиною менше ніж 5 мкм, або навіть частково є не видимою. Вище розташована дрібнозерниста та гомогенна мікроструктура 4, одержана в результаті застосування складу розплаву, який був близький до евтектики Al-Zn і мав тільки невеликий вміст Mg, та відповідного охолодження. Необхідно відзначити, що у варіанті 5 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 здійснення "подвійне занурення", не тільки можливо зменшити товщину інтерметалічних продуктів, але також за допомогою регулювання параметрів, характерних для першого розплаву цинку (чистий цинк), і зокрема параметрів охолодження дроту після його витягнення із зазначеного розплаву, є можливим підвищити пластичність зазначеного шару інтерметалічних продуктів і, таким чином, підвищити його опірність розтріскуванню. Під час цих експериментів, охолодження дроту полягало в розпиленні струменів води низького тиску (приблизно 0,1 бар), для того щоб одержати привабливий зовнішній вигляд, так само як і бажану мікроструктуру. Фахівець у даній галузі техніки, також якщо виникне така потреба знатиме, як підібрати параметри охолодження, залежно від характеристик і типу виробу, який підлягає покриттю, таких, наприклад, як діаметр дроту або товщина покриття. Збільшене зображення на Фігурі 3 чітко показує β фазу (Zn) у білому кольорі. α фаза, з високим вмістом Al, частково представлена в основному в сірому кольорі, коли є видимою. Потрійна евтектика Zn/Al/MgZn2, у свою чергу, видна в її традиційному більш-менш пластинчастому виді, і MgZn2 видно у зонах сірого кольору, коли є видимим. Необхідно відзначити, що первинна α фаза не видима тут з причини її субевтектичного складу. Як може бути помічено, результатом, який був виявлений для зазначеного металевого покриття, є досягнення гомогенної мікроструктури, без великих зерен. Переважно, у бажаній дрібнозернистій структурі, зерна мають середній розмір (визначені відтінками сірого кольору на аналізаторі зображення), який у найбільшій довжині не перевищує 10 мкм, переважно не перевищує 5 мкм, і навіть не перевищує 3 мкм. Необхідно відзначити, що тут розмір зерен був виміряний на основі зображення (Фіг. 7), одержаного за допомогою електронної мікроскопії "РЕМ" "поперечного перерізу", яке потім обробляли із застосуванням програмного забезпечення для обробки зображення за допомогою відтінків сірого (Фіг. 8). Дрібнозерниста структура типово містить гранули та/або пластинки. Як альтернатива, другим можливим критерієм оцінки дрібнозернистості мікроструктури є середня площа поверхні β зерен, яка може бути визначена в такий спосіб: у першу чергу отримують зображення РЕМ (Фіг. 7). Тут, на відміну від інших фігур, використовували модель LEO растрового електронного мікроскопу 1520 FEG-SEM. Одержання зображення виконували із застосуванням датчика обернено-розсіяних електронів, який розділяє елементи за атомним числом. Потім зображення РЕМ обробляли із застосуванням відповідного програмного забезпечення, а саме за допомогою VISILOG, компанії NOESIS, для того щоб одержати робоче зображення (Фіг. 8), що вирізняє зерна β фази. Потім його додатково обробляли, для того щоб виключити зерна, що перетинають краї зображення, щоб залишити тільки цілі зерна в зображенні (Фіг. 9). Останнє може потім служити для визначення середньої площі поверхні зерен, за допомогою додавання окремих площ поверхні цілих зерен і наступного поділу загального числа на кількість цілих зерен. Переважно, для точності способу, зазначене обчислення виконують для кількості цілих зерен, яке становить більше ніж 100 зерен. На 2 підставі вказаного β зерна тут мають середній розмір, який становить приблизно 1 мкм , або 2 більш точно в межах 0,8 і 1,2 мкм . За допомогою прикладу, для зображень 7, 8 і 9 були встановлені наступні параметри: - % евтектики (фаза дуже темного кольору робочого зображення 7b): 14 % - кількість β зерен (Zn) (фаза найбільш світлого кольору на робочому зображенні 7b): 23 2 - середня площа поверхні β зерен: 1,8 мкм 2 - максимальна площа поверхні β зерен: 4 мкм - максимальна довжина β зерен: 3,1 мкм Фігура 3, у свою чергу, показує зображення РЕМ поперечного перерізу дроту, покритого відповідно до цього способу. Зазначена фігура є збільшеною в деталях, де показано зону з'єднання між двома областями потрійної евтектики, що відповідає фазі MgZn2 (сірий колір) Із зазначеної причини представляється, що металеве покриття відповідно до винаходу містить по всьому своєму об'єму, за винятком зони інтерметалічних продуктів, тонкодисперсну та гомогенну суміш різних фаз, які його складають. Великі включення відсутні та, із з вказаної причини, відсутні напрямки вибіркової корозії. Фактично, з причини досягнутої особливої мікроструктури (присутня сукупність фаз), всередині шару покриття формується маса стійких, щільно упакованих продуктів корозії, становлячи свого роду "безперервний бар'єр", який перешкоджає поширенню корозії. Подібним чином, не тільки робить продукти корозії цинку, що присутні в покритті, стабільними відповідно до механізмів, описаним в літературі, завдяки присутності Al і Mg, але, на додаток досягнута особлива структура, а саме, близькість потрійних евтектичних фаз, фази MgZn2 (і α фази, коли вона присутня), забезпечує підвищений захист від зовнішнього впливу, сильно підвищуючи, таким чином, стійкість проти корозії. Стосовно 6 UA 102320 C2 5 10 15 20 25 30 вказаного, дається посилання на Фігуру 6, на зображенні якої показано, як корозія поширюється та стабілізується на межах зерен, захищаючи зерна β фази. Крім того, тут знову важливо підкреслити, що зазначена дрібнозерниста мікроструктура надає чудові механічні властивості: низьке розтріскування та гарну пластичність. Випробування на корозію були виконані у виробничих умовах, згаданих вище, а саме, застосовуючи очищення поверхні та подвійне занурення. Розплав цинкового сплаву (2-й розплав) містить 4,8 мас. % Al і 0,35 мас. % Mg. Таким чином, на круглому сталевому дроті, 5,5 2 мм у діаметрі, утворюється 320 г/м покриття, яке має товщину, яка становить приблизно 40 мкм. Дріт випробовували солоним туманом, як встановлено відповідно до стандарту 50 021 SS Німецького інституту стандартів (або EN ISO 92227 - березень 2007). Досягнута стійкість проти корозії становила більше ніж 4000 годин, без появи червоної іржі, або стійкість проти корозії в солоному тумані становила більше ніж 100 годин на мікрометр покриття. Для порівняння, дріт, 2 ® покритий 320 г/м Galfan , залишається стійким менше ніж 1500 годин перед появою червоної іржі. Для того щоб проілюструвати пластичність покриття, покритий дріт згинали по типу літери U. Зображення на Фігурах 4 і 5 відповідно ілюструють спосіб, відповідно до якого покриття піддавалось розтягненню та стисненню. Як може бути помічено, дрібнозерниста та гомогенна мікроструктура дозволяє переносити деформацію без розламів або тріщин у шарі покриття. Додатково необхідно відзначити, що у вигнутих зонах стійкість проти корозії залишається чудовою. Після 3000 годин знаходження в солоному тумані не спостерігається ніякої червоної іржі. Завдяки відсутності тріщин червона іржа не спостерігається навіть після 4000 годин знаходження в солоному тумані. Само собою зрозуміло, що цей винахід не обмежується прикладами, описаними вище, а навпаки поширюється на множинні варіанти та еквіваленти, за умови, що вони відповідають визначенню, даному у відповідності з наступною формулою винаходу. Крім того, необхідно відзначити, що, незважаючи на те, що винахід був задуманий і розроблявся для спеціального застосування до сортового металургійного прокату, цілком можливо, що визначення, підібране для хімічного складу розплаву цинку та магнію, може також бути корисним для розробки способу антикорозійного покриття для листового металургійного прокату, такого як реалізуємі стрічки, листи, заготовки, і т.д… ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Спосіб покриття металом сталевого сортового прокату, у якому, після того, як поверхня зазначеного прокату була піддана очищенню, прокат, який підлягає покриттю, занурюють принаймні в один розплав цинкового сплаву, та покритий прокат піддають охолодженню після витягнення з розплаву, який відрізняється тим, що зазначений розплав цинкового сплаву містить, у масових відсотках, від 4 до 8 алюмінію та від 0,2 до 0,7 магнію, решта являє собою цинк і залишкові та/або постійні домішки, та тим, що зазначене охолодження регулюють, для того, щоб надати зазначеному металевому покриттю гомогенну мікроструктуру з часткою β фази, яка становить більше ніж 25 % від об'єму. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сталевий сортовий прокат являє собою виріб, що протягують. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що зазначений розплав цинкового сплаву містить 4,5-5,5 мас. % Al. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зазначений розплав цинкового сплаву містить 0,35 мас. % Mg. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що зазначене регульоване охолодження покритого виробу після витягнення з розплаву цинкового сплаву виконують за допомогою зрошення, переважно за допомогою струменів води. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на прокаті, що підлягає покриттю, утворюється 2 металеве покриття із щільністю, яка становить 100-500 г/м . 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після того, як поверхня зазначеного сортового прокату була піддана очищенню, сортовий прокат, який підлягає покриттю, піддають першому зануренню в розплав чистого цинку, до того як його піддають охолодженню, щоб його потім занурити в зазначений розплав цинкового сплаву. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що після витягнення з першого занурення в розплав цинку утворюється шар інтерметалічних продуктів з максимальною товщиною, яка становить 20 мкм. 7 UA 102320 C2 5 10 15 9. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що середній розмір зерен мікроструктури покриття не перевищує приблизно 10 мкм. 10. Спосіб за будь-яким з пунктів 1-9, у якому зазначений сортовий прокат, який підлягає покриттю, являє собою сталевий дріт. 11. Спосіб за п. 10, у якому сталевий дріт, який підлягає покриттю, має діаметр, який знаходиться в межах приблизно між 0,5 і 15 мм. 12. Сталевий дріт, покритий металевим шаром, одержаним за допомогою способу за будь-яким з пунктів 1-11, при цьому зазначений шар має хімічний склад, що відповідає в основному складу зазначеного розплаву цинкового сплаву, та включає у себе гомогенну та дрібнозернисту мікроструктуру, що містить принаймні 25 % від об'єму β фази. 13. Сортовий прокат чорного металу або готова деталь, одержана з нього, покриті шаром цинкового сплаву, одержаного за допомогою способу за будь-яким з пунктів 1-11, який відрізняється тим, що зазначене металеве покриття має хімічний склад, який відповідає в основному складу зазначеного розплаву цинкового сплаву, і тим, що покриття включає у себе гомогенну та дрібнозернисту мікроструктуру, що містить принаймні 25 % від об'єму β фази. 8 UA 102320 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9