Спосіб отримання захисно-декоративних покриттів на сталі

Спосіб отримання захисно-декоративних покрить на сталі, включаючи насичення з розплаву легкоплавкої евтектики свинець-вісмут, який містить осаджувальні елементи, відрізняється тим, що перед насиченням вироби облуджують І охолоджують до температури 0±1°С, в розплав додають алюміній в кількості 2-3 вес%, і в якостГ осаджувальних елементів використовують мідь, бронзу чи латунь, при цьому об'єм розплаву в 10 разів перевищує площу, яку покривають. Винахід належить до галузі хіміко-термічної обробки металів та сплавів, зокрема до отримання на сталевих виробах мідного, бронзового та латунного покрить з розплаву металів з метою оздоблення та корозійного захисту. Відомо про спосіб отримання бронзових покрить на сталевих виробах шляхом їх занурення у розплав, склад якого відповідає складові бронзи (Патент США № 4142011, кл. С 23 С 1/10,1979). Недоліком такого способу є неоднорідність покриття, внаслідок локальної наявності стійких окисних плівок на поверхні виробу, висока температура процесу (850-900°С), що приводить до структурних змін у сталі, а також не екоггапчність процесу. Найбільш близьким рішенням до заявленого є спосіб отримання багатокомпонентних дифузійних покрить, який включає насичення сталевих виробів з розплаву легкоплавкої евтектики свинець-вісмут з добавленням в якості осаджувальних компонентів титану, хрому, азоту (Авторське свідоцтво СРСР № 8002398. кл. С 23 С 9/10, С 23 17/00, 1981), який є більше екологічно чистим. Але отримання' покрить дифузійним способом вимагає тривалої витримки виробів у розплаві (5-15 год.) і не дозволяє наносити декоративні покриття на основі міді. В основу винаходу покладена задача створити спосіб отримання захисно-декоративних покрить на сталі, в якому використовувалися б такі умови, та режими насичення осаджувальними елементами, що забезпечило б можливість одержання захисно-декоративного ефекту при мінімальних енергетичних затратах. Це досягається тим, що в даному способі отримання захисно-декоративних покрить на сталі, включаючому насичення з розплаву легкоплавкої евтектики свинець-вісмут, який має осаджувальні компоненти, перед насиченням вироби облуджують і охолоджують до температури 0±1°С, в розплав додають алюміній в кількості 2-3 вес.% І в якості осаджувальних елементів використовують мідь, бронзу чи латунь, при цьому об'єм розплаву в 10 раз перевищує площу, яку покривають. Утворення покриття здійснюється шляхом розчину в евтектиці свинець-вісмут введеної міді, бронзи чи латуні, і наступній адсорбції на ювенільній поверхні холодних виробів розчинених елементів. Свинець і вісмут при цьому не осаджуються на поверхні виробів, так як володіють більш низькою можливістю до адгезії з сталлю в порівнянні з компонентами покриття І виступають тільки в якості транспортного середовища. Попереднє облужування виробів забезпечує отримання ювенільної поверхні у результаті розчину плівки полуди при зануренні виробу в розплав. Для забезпечення неперервності процесу та необхідної концентрації' осаджувальних компонентів при поверхні виробу об'єм розплаву повинен перевищувати площу, яка підлягає покриттю у 10 разів. У разі меншого об'єму розплаву кількість розчинних елементів не встигає компенсувати їх витрату при формуванні покриття, що приводить до збільшення часу нанесення. Температура процесу таким чином може бути зменшена до 700~750°С, а час витримки до 10-20 хвилин, що забезпечує отримання однорідного покриття максимальної товщини. Введення в розплав алюмінію в кількості 2-3 вес.% необхідне О о ю со 35004 для зв'язування кисню і надання покриттю блиску. Збільшення кількості алюмінію бльше 3 вес % приводить до шлакування розплаву, що неприпустимо. Приклад 1. Міднення сталі ст. З здійснювалось наступним чином. Перед нанесенням покриття деталі піддали хімічному травленню у 25% водному розчині хлористого цинку, після чого облуджували шляхом занурення у розплав припою марки ПОС 10 та охолоджували до температури 0±1°С у холодильному шкафі. Використання припоїв з більшою кількістю олова небажано, через засмічення мідного покриття оловом Потім у ванну з розплавом евтектики свинець-вісмут додавали алюміній у кількості 2 вес.% та з надлишком порошок міді, після чого доводили температуру розплаву до 750±10°С. Об'єм розплаву при цьому в 10 раз перевищив площу, яку покривають. Після насичення розплаву міддю в нього занурювали у холодному стані облужені вироби з витримкою 10-хвилин. В результаті металографічного аналізу була встановлена наявність на поверхні виробу однорідного мідного покриття товщиною 0,15 мм. Приклад 2. Отримували бронзове покриття на сталі ст. З наступним чином Перед нанесенням покриття поверхні виробів підготовлювали аналогічно прикладу 1 Потім у ванну з розплавом евтектики свинець-вісмут додавали алюміній в кількості З вес % та з надлишком порошок бронзи, після чого доводили температуру розплаву до 700±10°С. Об'єм розплаву при цьому в 10 разів перевищував площу, яку покривають. Після насичення розплаву компонентами бронзи в нього занурювали у холодному стані облужені вироби з витримкою 20 хвилин Результатом металографічного аналізу була встановлена наявність на поверхні виробу однорідного бронзового покриття товщиною 0,2 мм. Приклад 3. Отримували латунне покриття на сталі ст 3 наступним чином. Перед нанесенням покриття поверхні виробів піддали хімічному травленню і лудженню аналогічно прикладу 1. Потім у ванну з розплавом евтектики свинець-вісмут додавали алюміній у кількості А вес % та з надлишком порошок латуні, після чого доводили температуру розплаву до 700+10°С. Об'єм розплаву при цьому у 10 разів перевищив площу, яку покривають. Після насичення розплаву компонентами латуні в нього занурювали у холодному стані облужені вироби з витримкою ЗО хвилин. Результат металографічного аналізу показав наявність на поверхні однорідного латунного покриття. Збільшення товщини покриття не відбулося. При цьому спостерігалось шлакування розплаву, від збільшення кількості алюмінію. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє отримати на сталевій поверхні захиснодекоративного покриття на основі міді при більш низьких температурах (700-750°С) товщиною 0.150,2 мм за нетривалий час 10-20 хвилин. Завдяки • тому, що запропонований спосіб відрізняється від відомих екологічністю, малотривалістю і не потребує величезних енергетичних затрат, він може знайти широке промислове застосування. Крім того, наявність оригінального декоративного ефекту дозволить використовувати даний спосіб у ювелірній справі та при художній обробці металів та сплавів. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. ГагарІна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3