Склад для нанесення алюмоцинкового покриття на сталеві вироби

Изобретение относится к способу нанесения покрытий из расплава и может быть использовано при нанесении алюмоцинковых покрытий на стальные изделия, преимущественно трубы. В мировой практике широко распространено применение алюмоцинковых покрытий для защиты листа, ленты, проволоки, и в незначительной степени, наружной поверхности труб. Защита внутренней поверхности с помощью алюмоцинкового покрытия практически не применяется из-за сложности нанесения. Это связано прежде всего с необходимостью создания достаточной жидкотекучести расплава для заполнения внутренней полости трубы. Известен состав расплава, содержащий, мас. %: магний 1,5, свинец 1,0, алюминий - остальное [1]/ Данный состав расплава не обеспечивает необходимой коррозионной стойкости покрытий на стальных изделиях. Известен состав расплава, содержащий(масс. %): алюминий 20,0-70,0, кремний 0,0-5,0 титан и (или) бор 0,005-2,0, цинк - остальное [2]. Данный расплав применяется для защиты стальной полосы. При недостаточной его жидкотекучести следует отметить массовое появление в покрытии дендритов, выступающи х над поверхностью полученного покрытия от 2 до 6 мм. Последнее приводит к созданию очагов зарастания труб при их эксплуатации, а также к необходимости создания дополнительного давления для преодолевания препятствий (дендритов) на пути следования потока. В основу изобретения поставлена задача создать состав расплава, обеспечивающий возможность получения качественного покрытия как на внешней, так и на внутреннем поверхностях трубы, повышения его коррозионной стойкости. Эта задача решена тем, что в составе для нанесения алюмоцинкового покрытия на стальные изделия, преимущественно на трубы, содержащем цинк, алюминий, кремний и титан, согласно изобретению, дополнительно содержится свинец и магний при следующем соотношении компонентов, масс. %: алюминий 30-90 кремний 0,2-2,0 титан 0,005-0,02 магний 0,01-0,1 свинец 0,6-2,0 цинк остальное Введение свинца и магния при указанном соотношении всех компонентов способствует рафинированию расплава от вредных примесей, что и приводит к увеличению его жидкотекучести. Состав свободно проникает во внутреннюю часть трубы, при этом он тормозит рост дендритов в покрытии, тем самым способствуя равномерному росту толщины покрытия в зависимости от продолжительности нахождения труб в расплаве. Для приготовления расплава были использованы материалы по следующим ГОСТам: алюминий ГОСТ 11069-74 кремний ГОСТ 2169-43 титан ΜРТУ 14-19-64 с изм. 1, 3, 4 магний ГОСТ 804-72 свинец ГОСТ 3778-77Е цинк ГОСТ 3640-79 Состав расплава готовят следующим образом. В керамической ванне расплавляют алюминий при температуре 670°С, а затем вводят кремний. После растворения кремния вводят цинк. В приготовленный расплав ниже уровня зеркала расплава вводят титан и магний. В растворенный состав вводят свинец. После тщательного перемешивания расплав готов к применению. Известный состав расплава (прототип) готовят таким же образом с последующим введением алюминия, кремния, цинка, титана. Были приготовлены и опробованы следующие составы расплавов, приведенные в табл. 1. Для сравнения предлагаемый и известный составы расплава были опробованы на образцах - патрубках размером 25х2,5 мм длиной 75 мм из стали марки 2. Перед нанесением составов расплава на патрубки их обрабатывали по следующим режимам. Обезжиривание в растворе, содержащем, г/л: тринатрийфосфат 80 щелочь 20 ПАВ 1 воду до 1 л при температуре раствора 60°С. Продолжительность обезжиривания 10 мин. После обезжиривания образцы промывали в горячей (70°С) воде в течение 1 мин. Травление образцов осуществляли в растворе, содержащем, г/л: соляную кислоту 200 ингибитор ПКУ-М 1 воду до 1 л при комнатной температуре в течение 25 мин. После травления образцы промывали в проточной холодной воде в течение 2 мин. Затем образцы погружали во флюс следующего состава, содержащего, г/л: хлористый цинк 550 хлористый аммоний 80 воду до 1 л при температуре 60°С. Продолжительность 2 мин. Офлюсованные образцы сушили при температуре 150°С в течение 5 мин и затем "свинцовым" способом наносили цинковый подслой толщиной 12 мкм при температуре расплава 450°С в течение 20 сек. Затем образцы с цинковым подслоем погружали в известный и предлагаемый расплавы при температуре 600°С. Продолжительность нанесения покрытия 15 и 25 сек. После нанесения покрытия провели испытания образцов. Усредненные результаты испытаний представлены в табл. 2, где внешний вид покрытия определяли визуально, толщину покрытия металлографическим методом и прибором МТ-41НЦ, а скорость коррозии - весовым методом после испытаний в камере соляного тумана. Как видно из табл. 2, предлагаемый состав для нанесения алюмоцинкового покрытия (№№ 2, 3, 4) обеспечивает 100%-ное получение качественного покрытия как на внутренней, так и по наружной поверхности патрубков. Средняя скорость коррозии составляет 6,3 мкм/год. Средняя толщина покрытия при 25 сек выдержки в расплаве составляет 59 мкм. Известный состав (1) не обеспечивает получения двустороннего качественного алюмоцинкового покрытия. Качественное покрытие формируется только по наружной поверхности при выдержке 15 сек толщиной 14 мкм. С увеличением выдержки до 25 сек на поверхности образуются дендриты. Средняя скорость коррозии составляет 10,2 мкм/год. Таким образом, предлагаемый состав для нанесения алюмоцинкового покрытия по сравнению с известным обеспечивает возможность получения качественного покрытия как на наружной, так и на внутренней поверхностях трубча тых изделий при одновременном повышении коррозионной стойкости в 1,5 раза. Таблица 1 Компоненты № состава расплава 2 3 содержание элементов, масс. % Алюминий 60 30 60 Кремний 1,2 0,2 1,1 Титан 0,012 0,005 0,012 Магний 0,01 0,06 Свинец 0,6 1,3 Цинк ост. ост. ост. Примечание. Состав № 1 - известный, составы №№ 2, 3, 4 - предлагаемые. 1 4 90 2 0,02 0,1 2,0 ост. Таблиц 2 Опытн ые данн ые по нанесению ци нк-алю мини ев ых покрытий на о бразцы № состав а 1 2 3 4 Продолж ите л ьность нанесения покрытия сек 15 Темп ерату ра расплав а °С Вне шни й в ид покрытия 600 нару жная пов -сть сплошное 25 15 25 15 25 15 25 600 600 600 600 600 600 600 дендр иты спло шное спло шное спло шное спло шное спло шное спло шное в ну тренняя пов -ность непокр ытые у частки дендр иты спло шное спло шное спло шное спло шное спло шное спло шное % пов ерхности с качеств енным покр ытие м нару жная в ну тренняя Толщин а покрытия, мкм нару жная в ну тренняя Скорость коррози и мкм/год 102 100 57 14 10 100 100 100 100 100 100 10 100 100 100 100 100 100 не замеря лось 20 21 55 57 22 34 58 60 24 25 61 63 6 7 5 6 7 7