 |
Реклама. ООО "ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ НН" ИНН 5262389270 Erid: 2SDnjeEQVCL
| |
Защитные покрытия из алюминия наносят различными способами на углеродистую и коррозионностойкую сталь, на чугунное литье, а также на медь, титан и латунь. Алюминием покрывают полосы, листы, проволоку, трубы и штучные изделия преимущественно из стали. По масштабам применения важнейшим способом является покрытие погружением малоуглеродистой стальной полосы. В последние годы этот способ получил очень широкое распространение в отдельных странах благодаря пуску современных агрегатов горячего алюминирования (объем производства 1 млн. т в год, толщина полосы 0,4— 2,0 мм, ширина до 1500 мм).
Благодаря особым свойствам горячеалюминированных листов такой способ является ценным дополнением горячего цинкования. Очевидно, что народнохозяйственное значение горячеалюминированной стали еще не полностью выявлено.
Горячеалюминированная сталь обладает более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с горячеоцинкованной сталью в очень многих средах (рис. 4.41), характеризуется значительно лучшей жаростойкостью и окалиностойкостью, высокой отражательной способностью при отводе тепла излучением, безвредна для человека; термически обработанные детали имеют хорошую износостойкость.
Горячеалюминированные листы применяют в строительстве, при сооружении топочных устройств, в автомобилестроении, судостроении, химическом аппаратостроении, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. В числе наиболее распространенных изделий можно назвать: глушители для автомобильных двигателей, обшивку стен, печи, трубопроводы, теплообменники.
4.4.1. ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЯ ПРИ ГОРЯЧЕМ АЛЮМИНИРОВАНИИ СТАЛИ
Для горячего алюминирования справедливы те же зависимости. Поэтому имеется большое сходство с процессами и агрегатами, применяемыми для горячего цинкования.
При погружении стали в жидкий алюминий на ее поверхности в результате диффузионных процессов образуются соединения железо — алюминий в твердом состоянии. Этот слой сплава может состоять из фаз, перечисленных в табл. 4.8 (см. также диаграмму состояния системы Fe — А1), рост и расположение которых зависят от температуры и времени. Преобладающей составляющей является фаза Fe2Al5, скорость роста которой довольно велика (коэффициент диффузии D для алюминия в этой фазе в диапазоне температур 630—730 °С составляет от 0,15- 10-5 до 2,7-10-5 см2/с ). Поэтому температура ванны и полосы, а также
а — с чисто алюминиевым покрытием (температура ванны на 30 °С выше точки плавления, температура полосы 750 °С, продолжительность погружения 4,5 с); б — с покрытием типа AlSi8 (А1 + 8 % Si, температура ванны на 80 °С выше температуры ликвидуса сплава AlSi8; температура полосы 650 °С; продолжительность погружения 4 с); 1 — основной металл (железо): 2 — слой сплава; 3 — верхний слой покрытия
а — с чисто алюминиевым покрытием (температура ванны на 30 °С выше точки плавления, температура полосы 750 °С, продолжительность погружения 4,5 с); б — с покрытием типа AlSi8 (А1 + 8 % Si, температура ванны на 80 °С выше температуры ликвидуса сплава AlSi8; температура полосы 650 °С; продолжительность погружения 4 с); 1 — основной металл (железо): 2 — слой сплава; 3 — верхний слой покрытия
 
продолжительность погружения должны соответствовать нижнему технически возможному пределу. Уменьшение толщины возникшего диффузионного слоя уже невозможно (если не считать процессов деформации, при которых слой сплава разрывается.
Верхний алюминиевый слой возникает над слоем сплава при выходе стальной полосы из жидкой ванны алюминирования. Суммарный состав этого покрытия соответствует химическому составу ванны. В зависимости от легирования ванны и наличия в ней загрязнений могут появляться различные фазы.
После извлечения из ванны слой сплава может продолжать расти в зависимости от температуры и энтальпии покрываемого предмета, а также от интенсивности охлаждения.
4.4.2. ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ
С увеличением температуры ванны толщина слоя сплава растет по степенному закону с показателем степени т > 1, а с увеличением продолжительности
погружения — по параболическому закону в зависимости от времени.
4.4.3. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ВАННУ АЛЮМИНИРОВАНИЯ
При большинстве способов алюминирования методом погружения в алюминиевый сплав кинетика диффузии, а следовательно, химический состав, морфология и рост фаз и слоев сплава существенно зависят от легирующих добавок, введенных в ванну. При горячем алюминировании большое промышленное значение имеет кремний, который добавляют в жидкий алюминий в количестве до 10%. Этим достигается резкое уменьшение роста слоя сплава и подавляется образование слоя сплава в виде язычков. С увеличением содержания кремния до 11,6 % температура солидуса ванны алюминирования снижается. Верхний слой покрытия состоит из фаз а-А1, А1—Fe — Si и Si, а слой сплава — из фаз Fe2Al5, FeAl3 и А1—Fe—Si.
4.4.4. МЕТОДЫ АЛЮМИНИРОВАНИЯ
Горячее алюминирование осуществляется с помощью периодических и непрерывных процессов. Если проводить классификацию процессов по требуемой предварительной обработке, то можно назвать следующие способы:
с нанесением и сушкой растворов флюса;
с применением расплавленных флюсов;
с предварительной обработкой в реакционном газе;
с предварительным нанесением какого-либо металлического покрытия, например кобальта, меди, олова, цинка (данные о промышленном применении таких процессов пока отсутствуют).
Горячеалюминированную стальную полосу получают по аналогии с процессом на современных агрегатах непрерывного действия с предварительной обработкой реакционным газом и с устройством для регулирования покрытия (воздушный нож). Пассивирование поверхности алюминия может быть обеспечено последующим хроматированием.
4.4.5. СВОЙСТВА ГОРЯЧЕАЛЮМИНИРОВАННОГО СТАЛЬНОГО ЛИСТА
Свойства горячеалюминированных стальных листов зависят от состава и структуры покрытия и марки стали полосы.
Слой покрытия на малоуглеродистой стальной полосе доходит до 100 мкм. Слой сплава имеет толщину до 60 мкм. Поэтому последующая обработка давлением возможна лишь в ограниченных пределах ввиду опасности отслоения покрытия. Однако коррозионная стойкость получается весьма высокой, равно как и окалиностойкость и жаростойкость, благодаря наличию проросшего слоя сплава железо — алюминий.
В ваннах алюминий — кремний (содержание кремния до 10 %, температура ванны около 680 °С, время погружения до 5 с) покрытие на малоуглеродистой стальной полосе, б) имеет толщину 25—40 мкм, а слой сплава — около 10 мкм. Ввиду меньшей толщины и твердости покрытия возможно проведение обычных операций обработки листа давлением.
Проводятся исследования с целью проверки возможности применения холодной прокатки, сопровождающейся разрушением слоя сплава, в сочетании с последующей термической обработкой, проведенной по определенному режиму для повышения пластичности горячеалюминированных листов.
Важнейшими процессами переработки горячеалюминированных стальных листов являются резка, вырубка, гибка, фальцовка, тиснение, профилирование, вытяжка и глубокая вытяжка, причем должны применяться листы из соответствующих сталей. Кроме того, возможно эмалирование. Способами соединения могут быть: соединение болтами, заклепочное, фальцовка, склеивание, сварка (точечная, рельефная, роликошовная, высокочастотная, неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа И- плазменная).
5. осаждение покрытий из паровой фазы в вакууме
К способам нанесения покрытий из паровой фазы в вакууме относятся: катодное напыление; термическое напыление и ионное плакирование.
При катодном напылении скорость осаждения невелика. Способ применим только при нанесении покрытий на небольшую площадь в условиях периодического процесса. Ионное плакирование как сравнительно новый способ вакуумного нанесения покрытий находится пока на стадии разработки.
Важнейшим способом вакуумного нанесения покрытий является осаждение из паровой фазы в вакууме, при котором материал покрытия испаряется в вакууме и осаждается на материал подложки (имеющий гораздо более низкую температуру по сравнению с испаряемым материалом), где конденсируется и затвердевает. Материалы покрытий и подложек и возможности применения процессов осаждения из паровой фазы в вакууме (вакуумного напыления) могут быть весьма разнообразными.
 
Материалы покрытия
Элементы, в первую очередь металлы: А1 (преобладает), Си, Ag, Cr, Ge, Se, Cd, Zn, Si, Ti, Rh, Pd, Ir, Pt, Mo, Та, W. Сплавы с учетом различного давления паров их компонентов, например Fe — Сг, Ni — Cr, Ni — Сг — Fe, латунь. Соединения, не подвергающиеся термической диссоциации, например А1203, SiO, Si02, фториды, различные полимеры и т. д.
Подложки (покрываемые материалы)
Листовая продукция (полоса) и фасонные изделия из металла (в первую очередь из стали), стекла, бумаги, ткани, пластмассы и керамика (подложки с высоким собственным давлением паров подвергаются предварительной обработке).
Области применения
Оптика: зеркала и светофильтры.
Электроника: конструктивные элементы контактов, селеновые выпрямители, интегральные печатные схемы, изоляционные покрытия, проводящие покрытия в нагревателях, тонкие слои в блоках памяти, фольговые конденсаторы и т. д. Стекольная промышленность: стекло с теплоотражающими покрытиями. Упаковочная промышленность: напыление покрытий на фольгу с декоративными и упаковочными целями.
Ювелирная промышленность: декоративная отделка поверхности. Металлургия: нанесение покрытий на стальную полосу.
Наиболее производительным по скорости нанесения покрытия (толщине слоя за единицу времени) и по покрываемой площади является процесс непрерывного нанесения металлического покрытия на полосу, например осаждение алюминия из паровой фазы на стальную полосу. В последнее десятилетие этот процесс находит промышленное применение. Разработка крупнопромышленных процессов напыления алюминия на стальную полосу была ускорена все более широкой заменой белой жести другими упаковочными материалами, не содержащими олова; сравнительной простотой осаждения из газовой фазы таких металлов, как алюминий и титан, которые при гальванических способах нанесения или при погружении в расплав образуют слой толщиной 0,5—15 мкм, не пригодный для использования в качестве защитного; значительно меньшим загрязнением окружающей среды при способах нанесения покрытий из паровой фазы, чем при электролитических процессах (при которых требуются большие затраты на обработку сточных вод, образующихся в значительных количествах); возможностью достижения высокой скорости осаждения, например 50 мкм/с, на установках небольшой рабочей длины; разработкой высокопроизводительных и надежных в эксплуатации электронных пушек (генераторов электронного луча) для испарения трудно испаряющихся металлов.
С начала 60-х гг. в , СССР, США, Западной Европе и Японии ведутся проектно-конструкторские работы по напылению алюминия на стальную полосу; был пущен в эксплуатацию ряд лабораторных » опытных установок.
С 1971 г. стальная полоса с алюминиевым покрытием, нанесенным из паровой фазы, изготовляется в в промышленных масштабах и применяется в металлоперерабатывающей промышленности как заменитель белой жести . Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdFmBBV |
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ