Спосіб нанесення цинкоалюмінієвих покриттів на зовнішню поверхню труб

Способ нанесения цинкалюминиевых покрытий на наружную поверхность труб, включающий подготовку поверхности, нагрев, контактирование с расплавом металлопокрытия в среде защитного газа и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что расплав подают сплошными струями на наружную поверхность вращающейся трубы, при этом отношение температуры трубы к числу ее оборотов составляет 0,7 - 2,3. Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий из цинкалюминиевых сплавов на изделия, в частности, на наружную поверхность труб. Известен способ нанесения цинкалюминиевых покрытий на наружную поверхность трубы, включающий подготовку ее поверхности, последующий нагрев трубы и нанесение покрытия в ванне с расплавом с использованием защитного газа [1]. Недостатком этого способа является продолжительное нахождение труб в расплаве, что приводит к образованию значительного количества интерметаллидов в покрытии и накоплению их в расплаве, получение неравномерного по толщине слоя покрытия, т.е. к нерациональному расходу металла покрытия. Известен также способ нанесения цинковых покрытий на наружную поверхность труб, включающий подготовку поверхности, нагрев и нанесение покрытия в потоке расплава, находящегося в ванне. Нагрев труб и нанесение на их наружную поверхность покрытия осуществляется в среде защитного газа [2]. Нанесение покрытии производится на непрерывную трубу, которая проходит через ванну с движущимся расплавом. При этом происходит длительный контакт наружной поверхности трубы с движущимся расплавом, который приводит к образованию интерметаллических соединений, ухудшающих качество покрытия, поскольку они накапливаются в расплаве и внедряются в покрытие, что снижает его пластичность и коррозионную стойкость. Также имеет место существенная неравномерность толщины покрытия из-за стекания расплава под действием сил тяжести. С > VI ч> ел о 9795 Задачей данного изобретения является создание способа нанесения цинкалюминиевого покрытия на наружную поверхность труб, обеспечивающего повышение качестDa покрытия за счет уменьшения о нем ин- 5 терметаллидов и повышение его равномерности. Эта задача решена тем, что в способе, включающем подготовку поверхности, нагрев, контактирование с расплавом метал- 10 лопокрытия в среде защитного газа и охлаждение, расплав подают сплошными струями на наружную поверхность вращающейся трубы, при этом отношение температуры трубы к числу ее оборотов составляет 15 0,7-2,3. Техническим результатом от применения предлагаемого способа является получение равномерных покрытий из сплавов с минимальным содержанием в них интерме- 20 таллических соединений, что обеспечивает покрытиям высокую коррозионную стойкость и пластичность, т.е. улучшает качество покрытий. Это обусловлено кратковременными и регулируемыми, в зависимости от 25 температуры расплава (трубы), условиями его контакта с поверхностью трубы. В результате чего уменьшается образование интерметаллидов в покрытиях при одновременном обеспечении их равномер- 30 ности по толщине. На фиг. 1 и 2 представлена схема осуществления предлагаемого способа, где: 1 - труба в зоне нагрева; 2 - задающий рольганг; 35 3 - привод задающего рольганга; 4 - камера нагрева; 5 - нагреватели; 6 - механизм перемещения труб в зоне нагрева; 40 7 - труба в зоне нанесения покрытия; 8 - устройство, снабженное приводом для придания поступательно-вращательного движения трубе; 9 - желоб; 45 10-струя расплава; 11 - трубопровод расплава; 12 - сборник расплава; 13-транспортер; 14 -тамбур; 50 15 - охлаждающее устройство; 16- газопровод; 17 - вытяжной зонт. Способ осуществляется следующим образом. 55 Труба 1 с помощью задающего рольганга 2, имеющего привод 3, подается в камеру нагрева 4. Нагрев труб до требуемой температуры осуществляют с помощью нагревателей 5. Из камеры нагрева 4 механизмом 6 трубу 1 помещают в устройство 8, придающее трубе 7 вращательное и поступательное Движение. При этом отношение температуры трубы 7 к числу ее оборотов составляет 0,7 - 2,3. На трубу 7, находящуюся в устройстве 0 и желобов 9 непрерывными струями 10 подают расплав. В желоба 9 с помощью трубопроводов 11 подают такое количество расплава, какое из них вытекло. При этом общий расход расплава должен быть в 20 30 раз больше, чем его необходимо на образование покрытия. Избыточное количество расплава, которое не расходовалось на образование покрытия, собирают в сборники 12. Из сборников 12 расплав направляют на удаление из него интерметаллидов и возвращают в желоб 9. Кроме того, в желоб 9 постоянно подают свежие порции расплава для поддержания постоянного его расхода, обеспечивающего качественное покрытие трубы 7. Расплав, как отмечалось ранее, подают на вращающуюся трубу, поэтому избыток расплава с ее наружной поверхности удаляется за счет центробежной силы. При этом контакт наружной поверхности трубы со струей расплава является непродолжительным, исчисляется долями секунды, и не происходит образования интерметаллидов. Это повышает пластичность и коррозионную стойкость покрытия, т.е. улучшает его качество. После нанесения покрытия на трубу 7 транспортером 13 через тамбур 14 ее направляют в охлаждающее устройство 15. Нагрев труб и нанесение на их поверхность металлопокрытия осуществляется в среде защитного газа, который вводят в рабочее пространство камеры нагрева 4 по газопроводу 16. Защитный газ, вытекающий из тамбура 14, собирают вытяжным зонтом 17 и выбрасывают в атмосферу. Предлагаемый и известные способы были опробованы на электросварных трубах размером 10 х 1,0 мм из стали марки Ст 3. После подготовки поверхности трубы нагревали до температуры 500°С в среде неполного с ж и г а н и я п р и р о д н о г о газа с коэффициентом расхода воздуха 0,8, а затем нагревали до температуры 750°С в восстановительной среде, содержащей 75% Нг и 25% N2, с влажностью, соответствующей температуре точки росы минус 50°С. В этой защитной среде трубы охлаждали до температуры расплава, в котором наносили пок р ы т и я . Для нанесения п о к р ы т и й использовали цинкалюминиевые сплавы следующего состава, вес.%: 1. Алюминий - 0,1; цинк - остальное; температура расплава (трубы) - 460°С. 97S5 2. Алюминий - 5,0; мишметалл (Се +La) 0,02; цинк - остальное (сплав типа покрытия Тальфан"), температура расплава (трубы) 440°С. 3. Алюминий - 55,0; кремний - 1,6; цинк - остальное (сплав типа покрытия Тальвалюм"), температура расплава (трубы) 640°С. Число оборотов трубы изменяли в пределах от 190 до 920 об/мин в соответствии с предложенным соотношением. Линейная скорость перемещения трубы составляла 0,3 м/мин, а продолжительность контактирования расплава металлопокрытия с поверхностью трубы - 2 сек. После нанесения покрытия трубы охлаждали в проточной воде комнатной температуре. Внешний вид покрытия определяли визуально, толщину покрытия металлографическим методом и прибором МТ-41НЦ. Скорость коррозии определяли гравиметрическим методом после испытаний в промышленной атмосфере. Пластичность определяли по значению сгщ-напряжение, при котором с образца начинает осыпаться покрытие (эту величину) определяли при испытаниях на разрыв образцов с покрытиями, для чего использовали машину ZDM-30 усилием 30000 кг) О количестве интерметаллидов (железоцинковых или/и железоалюминиевых соединений) в покрытии судили по количеству железа в растворе после снятия покрытия с 5 образцов, и рассчитывали массу железа в процентах к массе покрытия. Количество железа определяли химическим методом. Для стравливания покрытий с образцов применяли раствор HCI (20 г/л) с добавле10 нием ингибитора в количестве 0,5 г/л. Моментом окончания процесса стравливания покрытия считали прекращение бурного выделения пузырьков водорода. 15 Результаты опытов показали, что в цинкалюминиевых покрытиях, полученных по предлагаемому способу, количество интерметаллидов примерно в 2 раза меньше, чем в покрытиях, полученных по известному 20 способу. В связи с этим пластичность и коррозионная стойкость этих покрытий в 1,4 1,5 раза выше. При этом полученные по предлагаемому способу покрытия имели гладкую и светлую поверхность, а их равно25 мерность по толщине была выше на 10 20%, чем у покрытий, нанесенных по известному способу. Кроме того, эти покрытия были шероховатыми из-за выхода отдельных интерметаллидов на поверхность. 30 4 Фа Р. /. 9795 •В Уґюрядник Замовлення 4552 Техред М.Моргентал Коректор Н. МІлюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101