Флюс для нанесення алюмоцинкових покриттів

Изобретение относится к области нанесения алюмоцинковых покрытий из расплава с предварительной обработкой во флюсе и может быть использовано для изготовления стальных тр уб, ленты, проволоки и Други х стальных изделий с алюмоцинковым покрытием. Необходимым условием получений качественных защитных покрытий из расплавов цветных металлов является предварительная подготовка поверхности стальных изделий, одной из операций которой является флюсование. Указанную операцию проводят с целью предотвращения окисления стальной поверхности после травления и промывки, а также для улучшения смачивания ее расплавом цинка. Известен флюс для нанесения цинкалю-миниевого покрытия, содержащий. мас.%: цинк хлористый 80-90; аммоний хлористый 10-20и в зависимости от веса ZnCl2+NH4Cl от 0,01 до 5 смачивающего агента, от 0 до 5 пенообразующего агента и (или) от 0 до 5 растворимой соли редкоземельных металлов [1]. Данный флюс обеспечивает получение цинкалюминиевого покрытия с низким содержанием алюминия (до 10%). При использовании данного флюса для нанесения алюмоцинкового покрытия с содержанием более 10% на стальной поверхности наблюдаются непокрытые участки. Известен флюс для нанесения алюмоцинкового покрытия, содержащий, г/л: хлористий цинк 100-700; хлористый никель или хлористый кобальт 1-50; один из хлоридов натрия, калия или кальция 5-100; один из фторидов натрия, калия или фтористый водород 1-100 и воду[2]. Данный флюс обеспечивает получение алюмоцинкового покрытия с высоким содержанием алюминия, однако для его нанесения на стальные изделия предварительно в этом же растворе флюса электролитически наносят подслой цинка, затем без промывки стальные изделия погружают в алюмоцинковый расплав, где осуществляют нанесение покрытия. Кроме того, во флюсе используют вредные для окружающей среды фториды, которые выделяются в атмосферу при погружении изделий в расплав. Известен флюс, в состав которого для повышения его термостойкости введен карналлит [3]. Известен флюс для нанесения алюминиевых покрытий, содержащий хлорид цинка, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид лития. фториды и воду [4 ]. Используемые фториды соответствуют 2-му классу вредности (предельно допустимые концентрации (ПДК) фторидов в атмосфере рабочей зоны составляют 1 мг/м 3). Введение этих фторидов во флюс обеспечивает в сочетании с хлористым калием смачивание и активацию стальной поверхности при нанесении алюмоцинкового покрытия. Однако на стальной поверхности при нанесении покрытия частично образуются дендриты, которые ухудшают качество покрытия. Задачей настоящего изобретения является разработка состава флюса, который исключает выбросы фторидов в окружающую среду и одновременно улучшает качество покрытия. Данная задача решена тем, что флюс, содержащий хлористый цинк. хлористый натрий, хлористый литий и воду. согласно изобретению, дополнительно содержит карналлит и кислый сернокислый калий при следующем соотношений компонентов, г/л: Техническим результатом является исключение выбросов фторидов при одновременном улучшении качества покрытия. Это связано с тем, что введенный карналлит по вредности соответствует 3-му классу, предельно допустимая Концентрация карналлита в рабочей зоне 10 мг/м 3. То есть, если ориентироваться по ПДК, то в атмосфере рабочей зоны содержание карналлита допускается в 10, раз больше. чем фторидов, В результате значительно уменьшается загрязнение окружающей среды. В предлагаемом составе карналлит применяется для улучшения смачивания расплавом стальной поверхности. Назначение кислого сернокислого калия - активация стальной поверхности, а также создание в процессе взаимодействия с расплавом тонкой пленки, препятствующей росту дендритов. Совместное введение в состав флюса карналлита и кислого сернокислого калия оказывает положительное влияние на формирование качественного алюмоцинкового покрытия, т.к. Обеспечивается активация стальной поверхности при ее хорошем смачивании расплавом алюмоцинка и при одновременном торможении роста дендритов. Для приготовления флюса были использованы вещества по ГОСТам: Предлагаемый флюс приготавливают следующим образом. Расчетное количество карналлита растворяют .в 0,3 л холодной воды при тщательном перемешивании. В процессе растворения карналлита вода разогревается ив подогретый состав флюса вводят расчетное количество компонентов флюса, и после растворения их доливают водой до 1 л, рН флюса 4,5-7. Для проведения сопоставительных экспериментов были приготовлены следующие составы флюсов, табл. 1, где состав № 1 -известный, № 2, 3, 4 - предлагаемый, № 5 -предлагаемый состав без кислого сернокислого калия. № б - предлагаемый состав без карналлита. Результаты проведенных экспериментов приведены в табл. 2. Для сравнения предлагаемый и известный составы флюса были опробованы на образцах-патрубках из стали марки ст.20 диаметром 25х2,5 мм, длиной 75 мм и на образцах-пластинах из стали марки 3 размером 50х100х3 мм. Перед нанесением флюса все образцы подвергали обработке в камерной печи при температуре 500°С в течение 15 мин. После указанной обработки образцы охлаждали в воде, а-затем травили в растворе, г/л: Температура комнатная, продолжительность травления 15 мин. После травления образцы промывали в холодной (20°С) воде в течение 3 мин. Нанесение флюса предлагаемого состава осуществляли путем погружения образцов в приготовленный состав при температуре 60°С и продолжительности 1 мин. Образцы известного состава погружали в электролит-флюс и после введения внутреннего анода наносили тонкий подслой цинка при плотности тока 24 А/дм 2 в течение 1 мин. Офлюсованные образцы как известного, так и предлагаемого составов сушили при температуре 180°С в течение 3 мин. Затем образцы после визуального осмотра погружали в расплав, содержащий 55% алюминия, 43,4% цинка и 1,6% кремния. Температура расплава 620°С, продолжительность нанесения покрытия 45 сек. Средняя толщина алюмоцинкового покрытия 35 мкм. Качество алюмоцинкового покрытия определяли визуальным, металлографическим способами. Выбросы вредных веществ замеряли электроаспиратором. модель 822. Испытания каждого состава флюса проводили на 5 образцах. Как видно из табл. 2, предлагаемый состав флюса № 2, 3, 4 обеспечивает получение качественного сплошного, равномерного, гладкого покрытия светло-серого цвета. Кроме того, при использовании предлагаемого флюса в атмосфер у исключены выбросы фторидов. Составы № 5 (составы без кислого сернокислого калия) и № 6 (состав без карналлита) не обеспечивают получения качественного покрытия. Известный состав № 1 обеспечивает получение качественного покрытия только на 82% образцов. Остальные 18% образцов не обладают качественным покрытием.