Спосіб термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері

1. Спосіб термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері, котрий включає завантаження в контейнер насичувальної суміші та металевих виробів, нагрівання насичувальної суміші та металевих виробів до встановленої температури, витримку металевих виробів у контейнері протягом визначеного часу, при встановленій температурі, вивантаження з контейнера металевих виробів з цинковим покриттям та насичувальної суміші і відділення насичувальної суміші C2 1 3 вим покриттям та насичувальної суміші і відділення насичувальної суміші від металевих виробів[2]. Основним недоліком цього способу також є низька якість покриття та низька його корозійна стійкість через нерівномірний розподіл цинкового покриття на поверхні металевих виробів, особливо на різьбі, отворах та пазах металевих виробів. Нерівномірний розподіл цинкового покриття на поверхні металевих виробів, тобто нерівномірна його товщина, виникає через коагуляцію часток цинку на поверхні металевих виробів (в отворах та пазах металевих виробів майже не відбувається перемішування насичувальної суміші.) До того ж рух металевих виробів при обертанні контейнера є орієнтованим в просторі, де орієнтація металевих виробів обумовлена формою та місцем розташуванням в кожному виробі центра тяжіння. Це також обумовлює нерівномірність цинкового покриття. До того ж, через падіння чи швидкий рух металевих виробів у контейнері, може взагалі відбуватися руйнування великогабаритних чи тонкостінних виробів. Нерівномірність покриття робить неякісними самі металеві вироби через порушення допусків на розміри. Також недоліком є низька продуктивність процесу цинкування металевих виробів через завеликий час, котрий потрібен для виконання самого технологічного процесу. Це відбувається через те, що далеко не вся маса чи далеко не весь об'єм металевих виробів та насичувальної суміші, здійснюють одночасний руху контейнері (Фіг.1). Продуктивність вказаного процесу є низькою і через завеликий час, котрий потрібен на відділення вже оцинкованих металевих виробів від насичувальної суміші після вивантаження виробів з контейнера та в процесі вивантаження виробів з контейнера. До того ж якість цинкового покриття зменшується через те, що на поверхні виробів лишаються дуже мілкі фракції насичувальної суміші. В основу винаходу поставлена задача шляхом вдосконалення способу термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері, збільшити якість цинкового покриття металевих виробів та збільшити продуктивність процесу цинкування металевих виробів. 1. Поставлена задача вирішується тим, що в способі термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері, котрий включає завантаження в контейнер насичувальної суміші та металевих виробів, нагрівання насичувальної суміші та металевих виробів до встановленої температури, витримку металевих виробів у контейнері на протязі визначеного часу, при встановленій температурі, вивантаження з контейнера металевих виробів з цинковим покриттям та насичувальної суміші і відділення насичувальної суміші від металевих виробів, новим є те, що під час термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері, постійно чи періодично, здійснюють вібрацію контейнера, разом з завантаженими в нього металевими виробами та насичувальною сумішшю, з частотою від 5Гц до 100Гц та амплітудою коливань не більшою, ніж 5 мм, причому вібрацію здійснюють так, щоб забезпечити 93562 4 пересування металевих виробів та насичувальної суміші у контейнері, в обертовому напрямку чи в напрямку, близькому до обертового. 2. Новим по п.1 є те, що вібрацію контейнера здійснюють також при вивантаженні з нього оцинкованих металевих виробів та насичувальної суміші. 3. Новим по п.1,2 є ще й те, що для відділення насичувальної суміші від металевих виробів, додатково здійснюють вібрацію вже вивантажених оцинкованих металевих виробів. На Фіг.1 схематично зображено виконання вказаного способу при цинкуванні металевих виробів у обертовому контейнері. Такий спосіб цинкування сталевих виробів вказаний у прототипі заявки. Напрямок обертання контейнера вказаний пунктирною стрілкою. Той об'єм металевих виробів та насичувальної суміші, що здійснює рух тільки при обертанні контейнера, не використовуючи при цьому, вібрацію позначений літерою А. Напрямок рухання металевих виробів вказано суцільними стрілками. Той об'єм сталевих виробів та насичувальної суміші, що не здійснює відносний рух при обертанні контейнера, не використовуючи при цьому вібрацію, позначений літерою В. На Фіг.2 схематично зображено виконання вказаного способу при термомеханічному дифузійному цинкуванні металевих виробів у контейнері U - образного типу, що здійснює тільки вібрацію. (Схематично зображено виконання способу, що заявляється.) Той об'єм металевих виробів та насичувальної суміші, що здійснює рух тільки при вібрації (весь об'єм металевих виробів), позначено літерою С. Напрямок рухання металевих виробів вказано суцільними стрілками. Спосіб здійснюють наступним чином. В контейнер завантажують насичувальну суміш та металеві вироби. Металеві вироби можуть бути сталевими, з мідних чи алюмінієвих сплавів, чавуна, або з будь яких інших металів чи сплавів. Далі нагрівають насичувальну суміш та металеві вироби до встановленої температури. При встановленій температурі здійснюють витримку металевих виробів у контейнері на протязі визначеного часу. Під час термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері постійно чи періодично, здійснюють вібрацію контейнера, разом з завантаженими в нього металевими виробами та насичувальною сумішшю, з частотою від 5Гц до 100Гц, причому вібрацію здійснюють так, щоб забезпечити пересування виробів та насичувальної суміші у контейнері, в обертовому напрямку, чи в напрямку, близькому до обертового. Рух металевих виробів та насичувальної суміші може бути близьким до обертового, тобто, бути спіральним, чи взагалі металеві вироби разом з насичувальною сумішшю можуть здійснювати рух по будь якій кривій траєкторії (Фіг.2). Сам контейнер при цьому обертового руху може не виконувати. Контейнер може бути циліндричним чи U - образного типу, або мати іншу форму. Під впливом вібрації, металеві вироби та насичувальна суміш, по всьому своєму об'єму, постійно здійснюють рух. До того ж насичувальна суміш здійснює свій рух у всіх пазах та у всіх вузьких 5 щілинах металевих виробів і робить цинкове покриття рівномірним. Це значно покращує якість цинкового покриття. До того ж постійний рух насичувальної суміші та металевих виробів заважає коагуляції цинку (каплеутворенню цинку на поверхні металевих виробів), що забезпечує рівномірність та якість покриття. Більш того, інтенсивний рух насичувальної суміші сприяє очищенню поверхні металевих виробів від забруднення, що також позитивно сприяє на якість покриття. Крім того, невелика відстань пересування металевих виробів знижуватиме ймовірність руйнування та деформації тонкостінних металевих виробів. Значне збільшення об'єму металевих виробів що одночасно проходять цинкування, при відносному русі всередині контейнера, в свою чергу, значно збільшує продуктивність процесу. Частота вібраційних коливань не повинна бути меншою від 5Гц, оскільки це невиправдано знижує продуктивність процесу. Частота вібраційних коливань також не повинна бути більшою від 100 Гц. Збільшення частоти більш ніж 100 Гц є технічно складною задачею та потребує складного обладнання. Енерговитрати на віброколивання вже будуть нічим не виправдані. Значно збільшиться знос насичувальної суміші. До того ж велика ультразвукова частота є шкідливою для здоров'я людини. Амплітуда коливань також не повинна перевищувати 5 мм, оскільки при цьому невиправдано знижується продуктивність способу, та зайвими стають енерговитрати. Додатково це викликає додаткові динамічні навантаження на конструкційні деталі самого пристрою, за допомогою якого здійснюють виконання вказаного способу. Вібрацію контейнера здійснюють також при вивантаженні з нього оцинкованих металевих виробів та насичувальної суміші. Це прискорює швидкість відділення насичувальної суміші від металевих виробів, особливо для дуже мілких фракцій насичувальної суміші, і як наслідок збільшує продуктивність процесу. Щоб ще додатково збільшити продуктивність вказаного технологічного процесу, додатково здійснюють вібрацію вже вивантажених оцинкованих 93562 6 металевих виробів. Для цього використовують вібраційні металеві сита. Так відбувається вже остаточне відділення насичувальної суміші від оцинкованих металевих виробів. Якість цинкового покриття при цьому також збільшується, оскільки на поверхні виробів залишається менше насичувального матеріалу дуже мілких фракцій. Таким чином, запровадження вказаного способу дозволяє значно покращити якість цинкового покриття та збільшити продуктивність процесу, не ускладнюючи при цьому сам технологічний процес термомеханічного дифузійного цинкування металевих виробів у контейнері. Приклад конкретного виконання Спосіб випробуваний у печі з U-образним контейнером, при термодифузійному цинкуванню металевих гвинтів М8. Контейнер був встановлений на пружних пластинах. Вібрація контейнера складала 20 - 30 Гц при амплітуді коливань 2 - 2,5 мм., і була постійною на протязі всього технологічного процесу цинкування виробів, та при вивантаженні виробів з контейнера. Це забезпечувало вібраційне переміщення виробів та насичу вальної суміші по всьому об'єму, котрий вони займали у контейнері. Об'єм, що займали гвинти в контейнері разом з насичувальною сумішшю складав 70 % від внутрішнього об'єму самого контейнера. Температура технологічного процесу підтримувалась на рівні 390 - 400°С. Насичувальна суміш містила порошок цинку фракцією 5-25 мкм, цинкові гранули, а також інертні добавки фракцією 0,005 - 1 мм та активуючі добавки. Вже вивантажені оцинковані вироби, додатково відділяли від насичувальної суміші на промисловому віброситі. Продуктивність процесу зросла на 30-40 %. Якість покриття при звичайному візуальному огляді поверхні виробів та при огляді поверхні виробів в оптичний мікроскоп, зросла на 20-30 відсотків. Джерела інформації 1. Патент Росії на корисну модель №13376, 7 С23С 10/28, опубліковано 2000.04.10. 2. Патент України на винахід №75728,7 С23С 10/36, бюл. №5, 2006р. 7 93562 8 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 93562 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601