RU2559386C1 - Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys - Google Patents
Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559386C1 RU2559386C1 RU2014132541/02A RU2014132541A RU2559386C1 RU 2559386 C1 RU2559386 C1 RU 2559386C1 RU 2014132541/02 A RU2014132541/02 A RU 2014132541/02A RU 2014132541 A RU2014132541 A RU 2014132541A RU 2559386 C1 RU2559386 C1 RU 2559386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- galvanizing
- fluoride
- inert filler
- powder
- zinc
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к химико-термической обработке, а именно, к термодиффузионному цинкованию изделий из магниевых сплавов с целью повышения их коррозионных свойств. Изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности: машиностроение, автомобиле-, судо- и авиастроение, химическая, строительная техника и т.д., где детали, узлы механизмов и изделия, изготовленные из магниевых сплавов, работают в агрессивных средах и подвержены коррозионным повреждениям.The invention relates to chemical-thermal treatment, namely, to thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys in order to increase their corrosion properties. The invention can be used in all industries: mechanical engineering, automobile-, ship- and aircraft manufacturing, chemical, construction equipment, etc., where parts, components of mechanisms and products made of magnesium alloys work in aggressive environments and are susceptible to corrosion damage. .
Предшествующий уровень техникиState of the art
Среди широкого класса конструкционных материалов магниевые сплавы занимают особое место. Сплавы магния отличаются малой плотностью, высокой удельной прочностью, хорошо поглощают вибрации. Удельная вибрационная прочность магниевых сплавов с учетом демпфирующей способности почти в 100 раз больше, чем у дуралюмина и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Благодаря своим физико-механическим свойствам они могут быть использованы в авиационной, автомобильной промышленности, а также в приборостроении и судостроении.Among a wide class of structural materials, magnesium alloys occupy a special place. Magnesium alloys are characterized by low density, high specific strength, and well absorb vibration. The specific vibrational strength of magnesium alloys, taking into account the damping ability, is almost 100 times greater than that of duralumin and 20 times greater than that of alloy steel. Due to their physical and mechanical properties, they can be used in the aviation and automotive industries, as well as in instrumentation and shipbuilding.
Однако низкие коррозионные свойства магниевых сплавов на воздухе и различных агрессивных средах (например, в морской воде) сильно ограничивают их применение.However, the low corrosive properties of magnesium alloys in air and various aggressive environments (for example, in sea water) severely limit their application.
Для повышения коррозионных свойств изделий из магниевых сплавов используют различные химические и гальванические методы нанесения защитных покрытий.To increase the corrosion properties of products made of magnesium alloys, various chemical and galvanic methods of applying protective coatings are used.
Так, например, в авторском свидетельстве №359302, опубликованном 21.11.1972 г. описан метод контактного цинкования изделий из магния и его сплавов в растворе, включающем сернокислый цинк, пирофосфат калия и фтористый калий.So, for example, in certificate of authorship No. 359302, published on 11/21/1972, the method of contact galvanizing of products from magnesium and its alloys in a solution including zinc sulfate, potassium pyrophosphate and potassium fluoride is described.
В изобретении Японии, раскрытом в заявке JPH04311575, опубликованной 04.11.1992, описан способ обработки поверхности магниевого сплава, который включает предварительную обработку поверхности магниевого сплава с целью обезжиривания щелочными парами, травление и активацию. Нанесение цинковой пленки осуществляют путем погружения изделий из магниевого сплава в раствор, содержащий сульфат цинка, пирофосфат натрия, фторид натрия и карбонат натрия при 65-70°С в течение 5-7 минут с последующим электролитическим осаждением в гальванической ванне, содержащей цианиды меди, цианид натрия и калия, тартрат натрия.The Japanese invention disclosed in JPH04311575 published 04.11.1992 describes a method for treating a surface of a magnesium alloy, which involves pretreating a surface of a magnesium alloy to degrease with alkaline vapor, etching and activation. The zinc film is applied by immersion of magnesium alloy products in a solution containing zinc sulfate, sodium pyrophosphate, sodium fluoride and sodium carbonate at 65-70 ° C for 5-7 minutes, followed by electrolytic deposition in a galvanic bath containing copper cyanides, cyanide sodium and potassium, sodium tartrate.
В патенте на изобретении РФ №2150534, опубликованном 10.06.2000, описан способ цинкования магниевых сплавов для обеспечения их различных функциональных свойств. Данный способ включает обезжиривание, промывку, термообработку с целью удаления окисной пленки, травление, формирование пленки фторида магния, контактное цинкование в растворе, содержащем сернокислый цинк, пирофосфат калия, фтористый калий, углекислый калий, осаждение медного подслоя из щелочного цианистого электролита и осаждение финишного гальванического покрытия.In the patent on the invention of the Russian Federation No. 2150534, published 10.06.2000, describes a method of galvanizing magnesium alloys to ensure their various functional properties. This method includes degreasing, washing, heat treatment to remove the oxide film, etching, forming a film of magnesium fluoride, contact galvanizing in a solution containing zinc sulfate, potassium pyrophosphate, potassium fluoride, potassium carbonate, deposition of a copper sublayer from an alkaline cyanide electrolyte and finishing deposition coverings.
Общим недостатком приведенных способов является незначительная толщина формируемого цинкового покрытия, затравливание поверхности изделий, в результате предварительной подготовки, достаточно высокая пористость покрытия, а также низкие его адгезионные свойства, что не обеспечивает надежную защиту изделий из магния и магниевых сплавов от коррозии и механических повреждений.A common drawback of the above methods is the insignificant thickness of the formed zinc coating, etching of the surface of the products, as a result of preliminary preparation, a sufficiently high porosity of the coating, as well as its low adhesive properties, which does not provide reliable protection of products from magnesium and magnesium alloys from corrosion and mechanical damage.
Одним из перспективных методов защиты металлов и сплавов от коррозионных разрушений является термодиффузионное цинкование в порошковых смесях. Формируемые при термодиффузионном цинковании защитные покрытия значительно превосходят по толщине, физико-химическим и механическим свойствам покрытия, получаемые при различных химических и гальванических способах.One of the promising methods for protecting metals and alloys from corrosion damage is thermal diffusion galvanizing in powder mixtures. Protective coatings formed during thermal diffusion galvanizing significantly exceed the thickness and physicochemical and mechanical properties of coatings obtained by various chemical and galvanic methods.
Известны составы порошковых смесей для термодиффузионного цинкования стальных изделий, полученные путем смешения цинкового порошка с добавкой в него инертных материалов (окиси алюминия, шамота, кварцевого песка и др.) [Проскурин Е.В. и др. Диффузионные цинковые покрытия - М.: Металлургия, 1972, с.39].Known compositions of powder mixtures for thermal diffusion galvanizing of steel products obtained by mixing zinc powder with the addition of inert materials (aluminum oxide, chamotte, quartz sand, etc.) [Proskurin EV and others. Diffusion zinc coatings - M .: Metallurgy, 1972, S. 39].
Недостатком данных порошковых смесей является отсутствие в них активаторов, поэтому они могут быть использованы только для термодиффузионного цинкования стальных изделий.The disadvantage of these powder mixtures is the lack of activators in them, so they can only be used for thermal diffusion galvanizing of steel products.
Известны составы порошковых смесей, полученные путем смешения цинкового порошка или цинковой пыли (пульсеры) в количестве до 75 мас.%, инертного наполнителя, в качестве которого используют оксид алюминия в количестве до 23 мас.% и активатора, в качестве которого используют хлорид аммония в количестве до 2 мас.% к массе пульсеры. [Химико-термическая обработка металлов и сплавов. / Под ред. А.С. Ляховича. - М.: Металлургия, 1981 г.].Known compositions of powder mixtures obtained by mixing zinc powder or zinc dust (pulsers) in an amount of up to 75 wt.%, An inert filler, which is used as alumina in an amount of up to 23 wt.% And an activator, which is used as ammonium chloride in the amount of up to 2 wt.% to the mass of the pulser. [Chemical-thermal treatment of metals and alloys. / Ed. A.S. Lyakhovich. - M.: Metallurgy, 1981].
Недостатком вышеуказанных цинкующих составов является возможность их использования только для антикоррозионной обработки изделий из железоуглеродистых сталей и сплавов, чугуна, меди. Данные смеси не могут быть использованы для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов в связи с их низкой химической активностью. Это не позволяет осуществить процесс разрушения окисной пленки, предотвратить ее образование, особенно при высокотемпературной обработке, а также активизировать процесс насыщения поверхности магниевых сплавов цинком.The disadvantage of the above galvanizing compositions is the possibility of their use only for anticorrosion treatment of products from iron-carbon steels and alloys, cast iron, copper. These mixtures cannot be used for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys due to their low chemical activity. This does not allow the process of destruction of the oxide film to prevent its formation, especially during high-temperature processing, as well as to activate the process of saturation of the surface of magnesium alloys with zinc.
Известна порошковая смесь для термодиффузионного цинкования, включающая в мас.%: 50,0-99,0 инертного наполнителя, 0,6-40,0 порошка цинка, 0,4-10 активированного наполнителя. В качестве инертного наполнителя используют оксид алюминия - электрокорунд или оксид кремния. В качестве порошка цинка используют порошок, содержащий не менее 90,0 мас.% фракции размером до 0,16 мм. В качестве активатора используют хлорид аммония. Инертный наполнитель используют с зернистостью не более 0,2 мм. [RU 2180018, 2002 г., Фришберг И.В. и др.].A known powder mixture for thermal diffusion galvanizing, including in wt.%: 50.0-99.0 inert filler, 0.6-40.0 zinc powder, 0.4-10 activated filler. As an inert filler, alumina is used - alumina or silica. As zinc powder, a powder containing at least 90.0 wt.% Of a fraction up to 0.16 mm in size is used. As an activator, ammonium chloride is used. An inert filler is used with a grain size of not more than 0.2 mm. [RU 2180018, 2002, Frishberg I.V. and etc.].
Недостатком вышеуказанного цинкующего состава является возможность его использования только для термодиффузионного цинкования изделий из углеродистой и низколегированной, в том числе повышенной прочности, стали, а также чугуна и меди с целью повышения их коррозионных свойств. Данная смесь не может быть использована при термодиффузионной обработки изделий из магниевых сплавов в связи с низкой химической активностью используемого активатора, присутствие которого не позволяет осуществить процесс разрушения окисной пленки, а также обеспечить последующую защиту поверхности изделий из магниевых сплавов от ее образования, особенно при технологических температурах обработки, что и является в данном случае необходимым условием протекания процесса цинкования.The disadvantage of the above galvanizing composition is the possibility of its use only for thermal diffusion galvanizing of products from carbon and low alloy, including high strength, steel, as well as cast iron and copper in order to increase their corrosion properties. This mixture cannot be used for thermal diffusion treatment of products from magnesium alloys due to the low chemical activity of the used activator, the presence of which does not allow the process of destruction of the oxide film, as well as to provide subsequent protection of the surface of products from magnesium alloys from its formation, especially at technological temperatures processing, which is in this case a necessary condition for the process of galvanizing.
Известен способ термодиффузионного цинкования [Патент РФ №2147046, опубликован 1998 г.] заключающийся в том, что в герметичный вращающийся реактор загружают стальные детали и насыщающуюся смесь, состоящую из инертного материала и цинкового порошка, нагревают и выдерживают при 390-430°С в инертной атмосфере. Загружают высокодисперсный порошок цинка крупностью 4-60 мкм в количестве 0,10-0,20 кг на 1 м покрываемой поверхности стальных деталей. Инертный носитель загружают в реактор от 40 до 100 мас.% к весу деталей. Инертный носитель используют крупностью 60-140 мкм.A known method of thermal diffusion galvanizing [RF Patent No. 2147046, published 1998] is that steel parts and a saturable mixture consisting of an inert material and zinc powder are loaded into a sealed rotating reactor, heated and held at 390-430 ° C in an inert atmosphere. Highly dispersed zinc powder with a particle size of 4-60 microns is loaded in an amount of 0.10-0.20 kg per 1 m of the coated surface of steel parts. An inert carrier is loaded into the reactor from 40 to 100 wt.% To the weight of the parts. An inert carrier is used with a particle size of 60-140 microns.
Следует отметить, что экономический эффект и безотходность данного способа при использовании стандартной технологии термодиффузионного цинкования реализуется только за счет изменения количества и дисперсности порошка цинка и инертного наполнителя.It should be noted that the economic effect and wastelessness of this method using standard technology of thermal diffusion galvanizing is realized only by changing the amount and dispersion of zinc powder and an inert filler.
Недостатком известных способов является возможность их использования для формирования качественных цинковых диффузионных покрытий только на стальных изделиях. Данные способы не могут быть использованы для антикоррозионной обработки изделий из алюминиевых сплавов, так как в данном случае образуются неравномерные по толщине, не сплошные, шероховатые, пористые цинковые покрытия с недопустимым количеством различного рода дефектов.A disadvantage of the known methods is the possibility of their use for the formation of high-quality zinc diffusion coatings only on steel products. These methods cannot be used for anticorrosion treatment of products from aluminum alloys, since in this case uneven in thickness, not continuous, rough, porous zinc coatings with an unacceptable amount of various kinds of defects are formed.
В настоящее время отсутствуют данные о возможности термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов, что, вероятно, связано со сложностью проведения данного процесса в связи с особенностями физико-химического состояния окисной пленки, интенсивно образующейся на поверхности изделий из магниевых сплавов в условиях высоких температур технологического процесса. Следует отметить, что наличие на поверхности окисной пленки препятствует взаимодействию цинкосодержащей порошковой смеси и ее газообразной фазы непосредственно с поверхности изделий из магниевых сплавов. Именно данный факт является основной причиной, препятствующей насыщению поверхности изделий из магниевых сплавов цинком.Currently, there is no data on the possibility of thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys, which is probably due to the complexity of this process due to the peculiarities of the physicochemical state of the oxide film that is intensively formed on the surface of products from magnesium alloys at high temperatures of the technological process. It should be noted that the presence of an oxide film on the surface prevents the interaction of the zinc-containing powder mixture and its gaseous phase directly from the surface of magnesium alloy products. This fact is the main reason that prevents the saturation of the surface of products from magnesium alloys with zinc.
Наиболее близким к предлагаемому составу порошковой смеси является состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования алюминиевых поверхностей, описанный в патенте Китая №102002665, 03.10.2012. Указанный состав включает в %вес: порошок цинка 14,9-84,5, инертный порошок оксида металла - смесь SiO2 и Аl2О3 в количестве 14,5-84,9, активирующий компонент - хлорид аммония или нитрат аммония в количестве 0,1-0,5 и вспомогательный компонент - NH4NH2SO3 в количестве 0,1-0,5. Недостатком данного состава порошковой смеси является то, что в ней, в различном процентном соотношении, используются традиционные компоненты для термодиффузионного цинкования железоуглеродистых сталей и сплавов, чугуна и меди, а именно: в качестве активатора - хлорид аммония или нитрат аммония, а инертного наполнителя - оксид кремния или оксид алюминия - см., например, патент РФ №2180018, 2012 г., Фришберг И.В. и др.Closest to the proposed composition of the powder mixture is the composition of the powder mixture for thermal diffusion galvanizing of aluminum surfaces described in Chinese patent No. 102002665, 03/10/2012. The specified composition includes in% weight: zinc powder 14.9-84.5, inert metal oxide powder - a mixture of SiO 2 and Al 2 O 3 in an amount of 14.5-84.9, the activating component is ammonium chloride or ammonium nitrate in an amount 0.1-0.5 and the auxiliary component is NH 4 NH 2 SO 3 in an amount of 0.1-0.5. The disadvantage of this composition of the powder mixture is that in it, in a different percentage ratio, traditional components are used for thermal diffusion galvanizing of iron-carbon steels and alloys, cast iron and copper, namely: ammonium chloride or ammonium nitrate as an activator, and oxide as an inert filler silicon or aluminum oxide - see, for example, RF patent No. 2180018, 2012, IV Frischberg and etc.
Однако, использование в составе активатора и инертного наполнителя только данных компонентов независимо от их процентного содержания и соотношения не обеспечивает необходимой химической активности порошковой смеси, для осуществления процесса насыщения цинком поверхности магниевых сплавов при их термодиффузионном цинковании.However, the use of only these components in the activator and inert filler, regardless of their percentage and ratio, does not provide the necessary chemical activity of the powder mixture to carry out the process of zinc saturation of the surface of magnesium alloys during their thermal diffusion galvanizing.
Следует отметить, что введение в порошковую смесь дополнительного компонента NH4NH2SO3 незначительно повышает активность порошковой смеси, а служит, в основном, для увеличения кратности ее использования за счет снижения процесса комкования, рафинирования (очистки) и предотвращения возможного возгорания.It should be noted that the introduction of an additional component of NH 4 NH 2 SO 3 into the powder mixture slightly increases the activity of the powder mixture, and serves mainly to increase the frequency of its use by reducing the clumping, refining (cleaning) and prevention of possible fire.
Учитывая актуальность проблемы в области повышения коррозионной стойкости магниевых сплавов, работающих в агрессивных средах, разработаны порошковая смесь для термодиффузионного цинкования магниевых сплавов с оптимально подобранным составом и процентным содержанием ее компонентов и способ термодиффузионного цинкования магниевых сплавов, обеспечивающий получение качественного цинкового покрытия с высокими коррозионными свойствами.Given the urgency of the problem in improving the corrosion resistance of magnesium alloys operating in aggressive environments, a powder mixture has been developed for thermal diffusion galvanizing of magnesium alloys with an optimally selected composition and percentage of its components and a method of thermal diffusion galvanizing of magnesium alloys, which provides a high-quality zinc coating with high corrosion properties.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава порошковой смеси для термодиффузионного цинкования магниевых сплавов и способа термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов с целью получения качественного цинкового покрытия с высокими коррозионными свойствами и расширения ассортимента изделий, обрабатываемых методом термодиффузионного цинкования.The objective of the invention is to develop a composition of a powder mixture for thermal diffusion galvanizing of magnesium alloys and a method of thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys with the aim of obtaining high-quality zinc coating with high corrosion properties and expanding the range of products processed by thermal diffusion galvanizing.
Технический результат достигается в разработанном составе порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов, включающем цинковый порошок, инертный наполнитель и активатор при следующем соотношении компонентов в мас.%:The technical result is achieved in the developed composition of the powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys, including zinc powder, inert filler and activator in the following ratio of components in wt.%:
при этом в качестве активатора используют смесь из следующих компонентов, мас.%:while as an activator use a mixture of the following components, wt.%:
в качестве инертного наполнителя используют волластонит, при этом средняя масса частиц инертного наполнителя равна средней массе частиц цинкового порошка, а размер частиц инертного наполнителя рассчитывают по формуле: Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.), где Dи.н. - размер частиц инертного наполнителя, мкм, Dц.п. - размер частиц цинкового порошка, мкм, ρц.п. - плотность цинкового порошка, г/см3, ρи.н. - плотность инертного наполнителя, г/см3.wollastonite is used as an inert filler, while the average mass of particles of an inert filler is equal to the average mass of particles of zinc powder, and the particle size of the inert filler is calculated by the formula: D and. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ), where D I.I. - particle size of the inert filler, microns, D c.p. - particle size of zinc powder, microns, ρ c.p. - the density of zinc powder, g / cm 3 , ρ and.n. - the density of the inert filler, g / cm 3 .
Технический результат достигается применением способа термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов, включающем загрузку изделий в контейнер с вышеуказанной порошковой смесью и термодиффузионное цинкование при температуре 370-380°С в течение 60 минут.The technical result is achieved by applying the method of thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys, including loading the products into a container with the above powder mixture and thermal diffusion galvanizing at a temperature of 370-380 ° C for 60 minutes.
Предлагаемый состав позволяет разрушить и препятствовать дальнейшему образованию окисной пленки на поверхности изделий из магниевого сплава, а также сформировать равномерное по толщине (81-88 мкм), бездефектное (без вздутий, раковин, трещин, отслоения и т.д.), беспористое, сплошное, гладкое, коррозионно-стойкое (коррозионная стойкость в солевом растворе NaCl 25 г/л до начала образования коррозионных повреждений 1280-1310 мин) цинковое покрытие.The proposed composition allows you to destroy and prevent the further formation of an oxide film on the surface of products made of magnesium alloy, as well as to form uniform in thickness (81-88 microns), defect-free (without swelling, shells, cracks, delamination, etc.), non-porous, continuous , smooth, corrosion-resistant (corrosion resistance in NaCl saline 25 g / l before the formation of corrosion damage 1280-1310 min) zinc coating.
При меньшем содержании инертного наполнителя и активатора не обеспечивается требуемый технический результат. Большее содержание данных компонентов экономически нецелесообразно.With a lower content of inert filler and activator, the required technical result is not provided. A larger content of these components is not economically feasible.
В качестве порошка цинка возможно, например, использование порошка марки ПЦР-1 (порошок цинковый, полученный распылением расплава цинка инертным газом), выпускаемый в промышленном масштабе, имеющий следующий состав, мас.%: фракции менее 63 мкм - не менее 50,0; фракции 63-160 мкм - не более 40,0; фракции более 160 мкм - 10,0. После просеивания цинкового порошка через набор сит размер его частиц составлял 80-90 мкм. Содержание металлического цинка составляет не менее 98 мас.% по ГОСТ 12601-76.As a zinc powder, it is possible, for example, to use a PCR-1 powder (zinc powder obtained by spraying a zinc melt with inert gas), produced on an industrial scale, having the following composition, wt.%: Fractions less than 63 microns - not less than 50.0; fractions 63-160 microns - not more than 40.0; fractions over 160 microns - 10.0. After sieving the zinc powder through a set of sieves, its particle size was 80-90 microns. The content of zinc metal is at least 98 wt.% According to GOST 12601-76.
Цинковый порошок марки ПЦР-1 широко применяется для термодиффузионного цинкования железоуглеродистых сталей и сплавов, чугуна и меди в составе порошковых смесей, включающих, при необходимости, различные активаторы и инертные наполнители.Zinc powder of the PTsR-1 brand is widely used for thermal diffusion galvanizing of iron-carbon steels and alloys, cast iron and copper as part of powder mixtures, including, if necessary, various activators and inert fillers.
В качестве активатора используют смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.%: 13-15 фторида бария ВаF2, 11-13 фторида магния MgF2, 11-13 фторида кальция СаF2, 11-13 фторида калия KF, 20-22 фторид натрия NaF, фторид лития LiF - остальное.As an activator, a mixture is used, consisting of the following components, wt.%: 13-15 barium fluoride BaF 2 , 11-13 magnesium fluoride MgF 2 , 11-13 calcium fluoride CaF 2 , 11-13 potassium fluoride KF, 20-22 fluoride sodium NaF, lithium fluoride LiF - the rest.
Выбор компонентов активатора и их процентное содержание обусловлены проведенными многочисленными экспериментами термодиффузионного цинкования магниевых сплавов с целью формирования качественных, максимальных по толщине, коррозионно-стойких покрытий. Все применяемые в составе активатора компоненты негигроскопичны, а значит в процессе термодиффузионного цинкования не выделяют паров влаги, которая практически моментально взрывает коррозию магниевых сплавов. Фторид натрия повышает термодиффузионную активность цинка, разрушая окисную пленку на поверхности, а значит способствует более активному его внедрению в кристаллическую решетку магниевого сплава. Фторид лития сохраняет тепловую энергию, способствует выравниванию и поддержанию постоянной температуры по объему реторты в процессе цинкования, обеспечивая формирование равномерных по толщине покрытий. Фториды бария, кальция, магния и калия защищают поверхность магниевого сплава от окисления при нагревании.The choice of activator components and their percentage are due to numerous experiments on the thermal diffusion galvanizing of magnesium alloys in order to form high-quality, maximum thickness corrosion-resistant coatings. All components used in the activator are non-hygroscopic, which means that in the process of thermal diffusion galvanizing they do not emit moisture vapor, which almost instantly explodes the corrosion of magnesium alloys. Sodium fluoride increases the thermal diffusion activity of zinc, destroying the oxide film on the surface, and therefore contributes to its more active introduction into the crystal lattice of a magnesium alloy. Lithium fluoride retains thermal energy, helps to equalize and maintain a constant temperature throughout the retort during galvanizing, ensuring the formation of coatings uniform in thickness. Barium, calcium, magnesium and potassium fluorides protect the surface of the magnesium alloy from oxidation when heated.
В качестве инертного наполнителя используют волластонит, состоящий из окиси кальция и двуокиси кремния в равном процентном соотношении. Используемый инертный наполнитель обладает высокой химической активностью и укрывающей способностью, низким водопоглощением, является безопасным (не канцерогенным) веществом.As an inert filler, wollastonite is used, consisting of calcium oxide and silicon dioxide in an equal percentage. The inert filler used has high chemical activity and covering ability, low water absorption, is a safe (not carcinogenic) substance.
Многочисленные исследования показали, что термодиффузионные покрытия, формируемые в процессе цинкования с использованием предложенного инертного наполнителя по сравнению с применяемыми, например, в составе по патенту Китая №102002665 (оксид алюминия или оксид кремния), характеризуются высокой адгезионной прочностью, износостойкостью, и т.д. Данный эффект можно объяснить образованием покрытия с игольчатой структурой, в котором кристаллы игольчатой формы выполняют роль армирующего элемента.Numerous studies have shown that thermal diffusion coatings formed during galvanizing using the proposed inert filler in comparison with those used, for example, in the composition according to Chinese patent No. 102002665 (aluminum oxide or silicon oxide), are characterized by high adhesive strength, wear resistance, etc. . This effect can be explained by the formation of a coating with a needle structure, in which needle-shaped crystals act as a reinforcing element.
При испытаниях также установлено, что важной характеристикой порошковой смеси является размер частиц (зерен) ее составляющих. Для обеспечения равномерного распределения компонентов порошковой смеси по объему реторты, а значит предотвращения ее спекания при цинковании и получения качественных диффузионных цинковых покрытий частицы цинкового порошка и инертного наполнителя должны быть приблизительно равны по массе, а размер частиц следует подбирать с учетом их плотности.In tests, it was also found that an important characteristic of the powder mixture is the particle size (grain) of its components. To ensure a uniform distribution of the components of the powder mixture over the volume of the retort, and therefore to prevent sintering during galvanizing and to obtain high-quality diffusion zinc coatings, the particles of zinc powder and inert filler should be approximately equal in mass, and the particle size should be selected taking into account their density.
Средняя масса частиц инертного наполнителя должна быть равна средней массе частиц цинкового порошка, а размер частиц инертного наполнителя рассчитывается по формуле:The average mass of particles of an inert filler should be equal to the average mass of particles of zinc powder, and the particle size of the inert filler is calculated by the formula:
Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.),D I.N. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ),
где Dи.н. - размер частиц инертного наполнителя, мкмwhere D is - particle size of the inert filler, microns
Dц.п. - размер частиц цинкового порошка, мкмD c.p. - particle size of zinc powder, microns
ρц.п. - плотность цинкового порошка, г/см3 ρ c.p. the density of zinc powder, g / cm 3
ρи.н. - плотность инертного наполнителя, г/см3.ρ acting - the density of the inert filler, g / cm 3 .
Так, например, при размере частиц цинкового порошка 80-90 мкм и их плотности 7,1 г/см3, размер частиц инертного наполнителя - волластонита при их плотности 3,5 г/см3 будет равен: Dи.н.=(80-90)×(7,1/3,5)=162-183 мкм.So, for example, when the particle size of the zinc powder is 80-90 microns and their density is 7.1 g / cm 3 , the particle size of the inert filler - wollastonite with their density of 3.5 g / cm 3 will be equal to: D I.N. = (80-90) × (7.1 / 3.5) = 162-183 μm.
При большем или меньшем размере частиц инертного наполнителя не обеспечивается равномерное распределение компонентов порошковой смеси по объему реторты, а значит происходит ее спекание при цинковании, что приводит к формированию неравномерных по толщине диффузионных цинковых покрытий.With a larger or smaller particle size of the inert filler, a uniform distribution of the components of the powder mixture over the volume of the retort is not ensured, which means that it is sintered during galvanizing, which leads to the formation of diffusion zinc coatings uneven in thickness.
Изделия из магниевого сплава подвергают термодиффузионному цинкованию при температуре, не влияющей на изменение его структурного состояния.Products made of magnesium alloy are subjected to thermal diffusion galvanizing at a temperature that does not affect the change in its structural state.
При выполнении данного условия можно совместить процесс термодиффузионного цинкования и стандартной термической обработки магниевого сплава. Так, например, при температуре термодиффузионного цинкования, равной или меньше температуры стандартной термической обработки не происходит изменения исходного структурного состояния магниевого сплава, а значит и не изменяется его физико-химические и механические свойства. Поэтому после термодиффузионного цинкования не требуется проведения дополнительной термической обработки, приводящей структуру, а значит и свойства сплава в исходное состояние.Under this condition, it is possible to combine the process of thermal diffusion galvanizing and standard heat treatment of a magnesium alloy. So, for example, at a temperature of thermal diffusion galvanizing equal to or lower than the temperature of standard heat treatment, the initial structural state of a magnesium alloy does not change, and therefore its physicochemical and mechanical properties do not change. Therefore, after thermal diffusion galvanizing, additional heat treatment is not required to bring the structure, and hence the properties of the alloy to its original state.
При температуре термодиффузионного цинкования выше, чем температура стандартной термической обработки, возможно изменение структурного состояния, а также физико-химических и механических свойств магниевого сплава. В данном случае для формирования требуемых свойств магниевого сплава необходима дополнительная термическая обработка. Однако при проведении дополнительной термической обработки может ухудшиться комплекс свойств термодиффузионного цинкового покрытия. Так, например, согласно данным Справочника молодого термиста (Ю.В. Седов, A.M. Адаскин. М.: «Высшая школа», 1986 г.) стандартная термическая обработка для магниевого сплава МА2-1 составляет 300-400°С. Многочисленными экспериментами установлено, что оптимальной температурой цинкования, с точки зрения оптимизации времени технологического процесса и скорости диффузионного насыщения, является температура 370-380°С в течение 60 минут. При данной температуре не происходит изменений структурного состояния магниевого сплава и минимизируется время обработки.At a temperature of thermal diffusion galvanizing higher than the temperature of standard heat treatment, a change in the structural state, as well as the physicochemical and mechanical properties of the magnesium alloy, is possible. In this case, additional heat treatment is necessary to form the required properties of the magnesium alloy. However, when conducting additional heat treatment, the complex of properties of the thermal diffusion zinc coating may deteriorate. So, for example, according to the Young Thermist Handbook (Yu.V. Sedov, A.M. Adaskin. M.: Higher School, 1986), the standard heat treatment for the MA2-1 magnesium alloy is 300-400 ° C. Numerous experiments have established that the optimum temperature for galvanizing, from the point of view of optimizing the process time and the rate of diffusion saturation, is a temperature of 370-380 ° C for 60 minutes. At this temperature, there is no change in the structural state of the magnesium alloy and the processing time is minimized.
Использование заявленного состава порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способа цинкования позволяет формировать на их поверхности качественные коррозионно-стойкие цинковые покрытия, толщиной 81-88 мкм, а также обеспечить стойкость в соляном растворе NaCl (25 г/л) 1280-1310 мин.Using the claimed composition of the powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys and the method of galvanizing allows you to form high-quality corrosion-resistant zinc coatings with a thickness of 81-88 microns on their surface, as well as provide stability in a NaCl salt solution (25 g / l) 1280-1310 min
Все вышеуказанное позволяет утверждать, что заявляемый состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способ термодиффузионного цинкования характеризуется не только новыми существенными признаками, а именно, количественным и качественным составом активатора и инертного наполнителя и оптимально подобранным технологическим режимом процесса, но и обеспечивает достижение требуемого технического результата - получения качественного цинкового покрытия с высокими коррозионными свойствами, расширение ассортимента деталей, обрабатываемых методом термодиффузионного цинкования.All of the above allows us to state that the claimed composition of the powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys and the method of thermal diffusion galvanizing is characterized not only by new essential features, namely, by the quantitative and qualitative composition of the activator and inert filler and the optimally selected technological mode of the process, but also ensures the achievement the required technical result - to obtain high-quality zinc coating with high corrosion properties, races expanding the assortment of parts processed by thermal diffusion galvanizing.
Исследование по оценке качества цинковых покрытий проводились на призматических образцах размером 20×20×50, изготовленных из магниевого сплава МА2-1 (ГОСТ 12601-76).The study evaluating the quality of zinc coatings was carried out on prismatic samples of size 20 × 20 × 50 made of magnesium alloy MA2-1 (GOST 12601-76).
Испытания на коррозионную стойкость проводили в солевом растворе NaCl (25 г/л). Толщину термодиффузионного цинкового слоя определяли металлографическим методом на поперечных микрошлифах с использованием металлографического микроскопа ММР-4, травление микрошлифов проводилось в 5%-ном растворе пикриновой и уксусной кислоты.Corrosion resistance tests were carried out in NaCl saline (25 g / l). The thickness of the thermal diffusion zinc layer was determined by the metallographic method on transverse microsections using an MMP-4 metallographic microscope; the microsections were etched in a 5% solution of picric and acetic acid.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Реализация заявляемого решения осуществлялась следующим образом.The implementation of the proposed solutions was carried out as follows.
Использовали призматические образцы размером 20×20×50, изготовленные из магниевого сплава МА2-1.We used prismatic samples of size 20 × 20 × 50 made of magnesium alloy MA2-1.
Для термодиффузионного цинкования образцов из магниевого сплава использовалась порошковая смесь заявленного состава, состоящая из инертного наполнителя, активатора и цинкового порошка. Цинковый порошок марки ПЦР-1 брался с размером частиц 80-90 мкм. Согласно изобретению размер частиц инертного наполнителя выбирался исходя из размера частиц цинкового порошка, а также плотности цинкового порошка и инертного наполнителя, рассчитывался по формуле Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.), где Dи.н. - размер частиц инертного наполнителя, мкм, Dц.п. - размер частиц цинкового порошка, мкм, ρц.п. - плотность цинкового порошка, г/см3, ρи.н. - плотность инертного наполнителя, г/см3, и составлял 162-182 мкм.For thermal diffusion galvanizing of magnesium alloy samples, a powder mixture of the claimed composition was used, consisting of an inert filler, activator, and zinc powder. Zinc powder of the PCR-1 brand was taken with a particle size of 80-90 microns. According to the invention, the particle size of the inert filler was selected based on the particle size of the zinc powder, as well as the density of the zinc powder and inert filler, calculated according to the formula D I.N. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ), where D I.I. - particle size of the inert filler, microns, D c.p. - particle size of zinc powder, microns, ρ c.p. - the density of zinc powder, g / cm 3 , ρ and.n. the density of the inert filler, g / cm 3 and was 162-182 microns.
Образцы из магниевого сплава МА2-1 и необходимое количество порошковой смеси в заявленном соотношении компонентов помещали в контейнер (реторту) с возможностью вращения. Герметично закрытый контейнер помещали в печь и проводили термодиффузионное цинкование при температуре 370-380°С в течение 60 минут.Samples from MA2-1 magnesium alloy and the required amount of powder mixture in the stated ratio of the components were placed in a container (retort) with the possibility of rotation. A hermetically sealed container was placed in an oven and thermodiffusion galvanized at a temperature of 370-380 ° C for 60 minutes.
Примеры осуществления изобретения Examples of carrying out the invention
Пример 1 (сравнительный)Example 1 (comparative)
Для обработки брали призматические образцы размером 20×20×50, изготовленные из магниевого сплава МА2-1.For processing, prismatic samples with a size of 20 × 20 × 50 made of magnesium alloy MA2-1 were taken.
В качестве инертного наполнителя использовали волластонит в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 10-14 мас.%. Размер частиц инертного наполнителя 162-182 мкм.Wollastonite was used as an inert filler in an amount providing a mass ratio of 10-14 wt.%. The particle size of the inert filler is 162-182 microns.
В качестве активатора брали смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.%:As an activator, a mixture was taken consisting of the following components, wt.%:
фторида бария ВаF2 (13-15), фторида магния MgF2 (11-13), фторида кальция СаF2 (11-13), фторида калия KF (11-13), фторида натрия NaF (20-22), фторида лития LiF - остальное, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 7-9 мас.%. Цинковый порошок марки ПЦР-1 с размером частиц 80-90 мкм - остальное.barium fluoride BaF 2 (13-15), magnesium fluoride MgF 2 (11-13), calcium fluoride CaF 2 (11-13), potassium fluoride KF (11-13), sodium fluoride NaF (20-22), lithium fluoride LiF - the rest, in an amount providing a mass ratio of 7-9 wt.%. PCR-1 zinc powder with a particle size of 80-90 microns - the rest.
Для получения однородной массы порошок цинка, инертный наполнитель и активатор перемешивали в закрытом смесителе. Приготовленную порошковую смесь загружали в контейнер с обрабатываемыми образцами. Герметично закрытый контейнер помещали в печь и проводили термодиффузионное цинкование при температуре, равной 370-380°С в течение 60 минут. После окончания процесса цинкования и охлаждения образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси. Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 1.To obtain a homogeneous mass, zinc powder, an inert filler and an activator were mixed in a closed mixer. The prepared powder mixture was loaded into a container with processed samples. A hermetically sealed container was placed in an oven and thermodiffusion galvanizing was performed at a temperature of 370-380 ° C for 60 minutes. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture. The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 1.
Пример 2 (сравнительный)Example 2 (comparative)
Для обработки брали призматические образцы размером 20×20×50, изготовленные из магниевого сплава МА2-1.For processing, prismatic samples with a size of 20 × 20 × 50 made of magnesium alloy MA2-1 were taken.
В качестве инертного наполнителя использовали волластонит, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 21-25 мас.%. Размер частиц инертного наполнителя согласно примеру 1. Процентное содержание компонентов активатора согласно примеру 1. Массовое соотношение активатора в порошковой смеси составляло 13-15 мас.%. Цинковый порошок марки ПЦР-1 с размером частиц 80-90 мкм - остальное.Wollastonite was used as an inert filler in an amount providing a mass ratio of 21-25 wt.%. The particle size of the inert filler according to example 1. The percentage of activator components according to example 1. The mass ratio of activator in the powder mixture was 13-15 wt.%. PCR-1 zinc powder with a particle size of 80-90 microns - the rest.
Для получения однородной массы порошок цинка, инертный наполнитель и активатор перемешивали в закрытом смесителе. Приготовленную порошковую смесь загружали в контейнер с обрабатываемыми образцами. Герметично закрытый контейнер помещали в печь и проводили термодиффузионное цинкование по режимам, согласно примеру 1.To obtain a homogeneous mass, zinc powder, an inert filler and an activator were mixed in a closed mixer. The prepared powder mixture was loaded into a container with processed samples. A hermetically sealed container was placed in a furnace and thermodiffusion galvanizing was carried out according to the regimes according to Example 1.
После окончания процесса цинкования и охлаждения образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси.After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture.
Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 1.The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 1.
Пример 3 (по изобретению)Example 3 (according to the invention)
Для обработки брали призматические образцы размером 20х20х50, изготовленные из магниевого сплава МА2-1For processing, we took prismatic samples of size 20x20x50 made of MA2-1 magnesium alloy
В качестве инертного наполнителя использовали волластанит, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 15-20 мас.%, размер частиц инертного наполнителя рассчитывали по формуле: Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.) и выбирали равным 162-182 мкм.Wollastanite was used as an inert filler, in an amount providing a mass ratio of 15-20 wt.%, The particle size of the inert filler was calculated by the formula: D I.N. = D c.p. (ρ cp / ρ in.n. ) and was chosen equal to 162-182 microns.
В качестве активатора брали смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.%: фторида бария BaF2 (13-15), фторида магния MgF2 (11-13), фторида кальция CaF2 (11-13), фторида калия KF (11-13), фторида натрия NaF (20-22), фторида лития LiF - остальное, в количестве, обеспечивающем массовое соотношение 10-12 мас.%. Цинковый порошок марки ПЦР-1 с размером частиц 80-90 мкм- остальное.As an activator, a mixture was taken consisting of the following components, wt.%: Barium fluoride BaF 2 (13-15), magnesium fluoride MgF 2 (11-13), calcium fluoride CaF 2 (11-13), potassium fluoride KF (11 -13), sodium fluoride NaF (20-22), lithium fluoride LiF - the rest, in an amount providing a mass ratio of 10-12 wt.%. Zinc powder of the PCR-1 brand with a particle size of 80-90 microns - the rest.
Для получения однородной массы порошок цинка, инертный наполнитель и активатор перемешивали в закрытом смесителе. Приготовленную порошковую смесь загружали в контейнер с обрабатываемыми образцами. Герметично закрытый контейнер помещали в печь и проводили термодиффузионное цинкование при температуре равной 370-380°С в течение 60 минут.To obtain a homogeneous mass, zinc powder, an inert filler and an activator were mixed in a closed mixer. The prepared powder mixture was loaded into a container with processed samples. A hermetically sealed container was placed in an oven and thermodiffusion galvanizing was performed at a temperature of 370-380 ° C for 60 minutes.
После окончания процесса цинкования и охлаждения образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси.After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture.
Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 1.The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 1.
Пример 4 (сравнительный)Example 4 (comparative)
Образцы для обработки аналогичны примеру 3. Соотношение компонентов в порошковой смеси аналогично примеру 3. Инертный наполнитель и размер его частиц аналогичны примеру 3. Цинковый порошок и размер его частиц аналогичны примеру 3.Samples for processing are similar to example 3. The ratio of the components in the powder mixture is similar to example 3. The inert filler and particle size are similar to example 3. Zinc powder and its particle size are similar to example 3.
В качестве активатора брали смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.%: фторида бария BaF2 (10-12), фторида магния MgF2 (8-10), фторида кальция CaF2 (8-10), фторида калия KF (8-10), фторида натрия NaF (17-19), фторида лития LiF - остальное.As an activator, a mixture was taken consisting of the following components, wt.%: Barium fluoride BaF 2 (10-12), magnesium fluoride MgF 2 (8-10), calcium fluoride CaF 2 (8-10), potassium fluoride KF (8 -10), sodium fluoride NaF (17-19), lithium fluoride LiF - the rest.
Режимы термодиффузионного цинкования аналогичны примеру 3. После окончания процесса цинкования и охлаждения, образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси.The modes of thermal diffusion galvanizing are similar to Example 3. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture.
Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 2.The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 2.
Пример 5 (сравнительный)Example 5 (comparative)
Образцы для обработки аналогичны примеру 3. Соотношение компонентов в порошковой смеси аналогично примеру 3. Инертный наполнитель и размер его частиц аналогичны примеру 3. Цинковый порошок и размер его частиц аналогичны примеру 3. В качестве активатора брали смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.%: фторида бария BaF2 (16-18), фторида магния MgF2 (14-16), фторида кальция CaF2 (14-16), фторида калия KF (14-16), фторида натрия NaF (23-24), фторида лития LiF - остальное. Режимы термодиффузионного цинкования аналогичны примеру 3. После окончания процесса цинкования и охлаждения, образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси. Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 2.Samples for processing are similar to example 3. The ratio of the components in the powder mixture is similar to example 3. The inert filler and particle size are similar to example 3. Zinc powder and its particle size are similar to example 3. As an activator, a mixture consisting of the following components was taken, wt.% : barium fluoride BaF 2 (16-18), magnesium fluoride MgF 2 (14-16), calcium fluoride CaF 2 (14-16), potassium fluoride KF (14-16), sodium fluoride NaF (23-24), fluoride lithium LiF - the rest. The modes of thermal diffusion galvanizing are similar to example 3. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture. The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 2.
Пример 6 (сравнительный)Example 6 (comparative)
Образцы для обработки аналогичны примеру 3. Процентное содержание компонентов активатора аналогично примеру 1. Соотношение компонентов порошковой смеси аналогично примеру 3. Размер частиц инертного наполнителя выбирался меньшим рассчитанного по формуле Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.) и равнялся 140-150 мкм. Цинковый порошок и размер его частиц аналогичны примеру 3. Режимы термодиффузионного цинкования аналогичны примеру 3. После окончания процесса цинкования и охлаждения, образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси. Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 3.Samples for processing are similar to example 3. The percentage of activator components is similar to example 1. The ratio of the components of the powder mixture is similar to example 3. The particle size of the inert filler was chosen smaller than calculated according to the formula D I.N. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ) and was equal to 140-150 microns. Zinc powder and its particle size are similar to Example 3. The modes of thermal diffusion galvanizing are similar to Example 3. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture. The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 3.
Пример 7 (сравнительный)Example 7 (comparative)
Образцы для обработки аналогичны примеру 3. Процентное содержание компонентов активатора аналогично примеру 1. Соотношение компонентов порошковой смеси аналогично примеру 3. Размер частиц инертного наполнителя выбирался большем рассчитанного по формуле Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.) и равнялся 200-210 мкм. Цинковый порошок и размер его частиц аналогичны примеру 3. Режимы термодиффузионного цинкования аналогичны примеру 3. После окончания процесса цинкования и охлаждения образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси. Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 3.Samples for processing are similar to example 3. The percentage of activator components is similar to example 1. The ratio of the components of the powder mixture is similar to example 3. The particle size of the inert filler was chosen larger than calculated according to the formula D I.N. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ) and was equal to 200-210 microns. Zinc powder and its particle size are similar to Example 3. The modes of thermal diffusion galvanizing are similar to Example 3. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture. The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 3.
Пример 8 (сравнительный)Example 8 (comparative)
Для обработки брали призматические образцы размером 20×20×50, изготовленные из магниевого сплава МА2-1. Состав порошковой смеси и соотношение ее компонентов по мас.% выбирался согласно составу по патенту Китая №102002665. Режимы термодиффузионного цинкования согласно примеру 3. После окончания процесса цинкования и охлаждения образцы вынимали из контейнера и очищали их поверхности от остатков порошковой смеси. Характеристики полученного цинкового покрытия приведены в таблице 4.For processing, prismatic samples with a size of 20 × 20 × 50 made of magnesium alloy MA2-1 were taken. The composition of the powder mixture and the ratio of its components in wt.% Was selected according to the composition according to Chinese patent No. 102002665. The modes of thermal diffusion galvanizing according to example 3. After the process of galvanizing and cooling, the samples were removed from the container and their surfaces were cleaned of the remnants of the powder mixture. The characteristics of the obtained zinc coating are shown in table 4.
Таким образом, заявляемый состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и оптимально подобранные параметры способа цинкования с применением предложенной порошковой смеси позволяют получать качественные, коррозионно-стойкие цинковые покрытия на изделиях из магниевых сплавов. При реализации данного изобретения формируются равномерные по толщине 88-81 мкм, бездефектные (вздутия, раковины, трещины, отслоения и т.д.), беспористые, сплошные, гладкие, коррозионно-стойкие (коррозионная стойкость в солевом растворе NaCl 25 г/л до начала образования повреждений 1280-1310 мин) цинковые покрытия (таблица 1-4, пример 3).Thus, the claimed composition of the powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys and optimally selected parameters of the galvanizing method using the proposed powder mixture allow to obtain high-quality, corrosion-resistant zinc coatings on products from magnesium alloys. During the implementation of this invention, uniform in thickness 88-81 μm are formed, defect-free (swelling, sinks, cracks, delamination, etc.), non-porous, continuous, smooth, corrosion-resistant (corrosion resistance in NaCl saline 25 g / l up to the beginning of the formation of damage 1280-1310 min) zinc coatings (table 1-4, example 3).
Однако, как показали многочисленные опыты, даже незначительные изменения в соотношении ингредиентов порошковой смеси (таблица 1, примеры 1 и 2), процентного содержания компонентов активатора (таблица 2, примеры 4 и 5), размера частиц инертного наполнителя (таблица 3, примеры 6 и 7), не обеспечивают требуемого технического результата.However, as shown by numerous experiments, even minor changes in the ratio of the ingredients of the powder mixture (table 1, examples 1 and 2), the percentage of components of the activator (table 2, examples 4 and 5), the particle size of the inert filler (table 3, examples 6 and 7) do not provide the required technical result.
Как видно из таблицы 4 (пример 8), состав по патенту Китая №102002665 не позволяет решить задачу изобретения и добиться требуемого технического результата при термодиффузионном цинковании образцов из магниевых сплавов, так как на поверхности образцов из магниевых сплавов формируются неравномерные по толщине, несплошные, шероховатые с пористостью и дефектами цинкосодержащие покрытия.As can be seen from table 4 (example 8), the composition according to Chinese patent No. 102002665 does not allow to solve the problem of the invention and to achieve the required technical result when thermodiffusion galvanizing samples from magnesium alloys, since uneven thickness, non-uniform, rough are formed on the surface of samples from magnesium alloys with porosity and defects zinc-containing coatings.
Следует отметить, что из-за высокой дефектности цинкового покрытия коррозионная стойкость, в данном случае, будет определяться коррозионными свойствами непосредственно магниевого сплава.It should be noted that due to the high defectiveness of the zinc coating, the corrosion resistance, in this case, will be determined by the corrosion properties of the magnesium alloy itself.
Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет осуществлять термодиффузионное цинкование изделий из магниевых сплавов, получать качественные цинковые покрытия с высокими коррозионными свойствами, расширить ассортимент обрабатываемых изделий.Thus, the use of the claimed invention allows for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys, to obtain high-quality zinc coatings with high corrosion properties, to expand the range of processed products.
Claims (2)
при этом в качестве активатора она содержит смесь из следующих компонентов, мас.%:
а в качестве инертного наполнителя она содержит волластонит, при этом средняя масса частиц инертного наполнителя равна средней массе частиц цинкового порошка, а размер частиц инертного наполнителя рассчитывают по формуле: Dи.н.=Dц.п.(ρц.п./ρи.н.), где Dи.н. - размер частиц инертного наполнителя, мкм, Dц.п. - размер частиц цинкового порошка, мкм, ρц.п. - плотность цинкового порошка, г/см3, ρи.н. - плотность инертного наполнителя, г/см3.1. A powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products from magnesium alloys, including zinc powder, an inert filler and an activator, in the following ratio of components, wt.%:
while as an activator it contains a mixture of the following components, wt.%:
and as an inert filler, it contains wollastonite, while the average mass of particles of an inert filler is equal to the average mass of particles of zinc powder, and the particle size of the inert filler is calculated by the formula: D I.N. = D c.p. (ρ c.p. / ρ I.N. ), where D I.I. - particle size of the inert filler, microns, D c.p. - particle size of zinc powder, microns, ρ c.p. - the density of zinc powder, g / cm 3 , ρ and.n. - the density of the inert filler, g / cm 3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014132541/02A RU2559386C1 (en) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014132541/02A RU2559386C1 (en) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559386C1 true RU2559386C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014132541/02A RU2559386C1 (en) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559386C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685841C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Волнар" | Composition of powder mixture for thermodiffusion treatment of steel items, method of thermodiffusion treatment of steel products |
| RU2738218C1 (en) * | 2019-08-22 | 2020-12-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОВАЦИНК" | Method of applying anticorrosion intermetallic coating by thermodiffusion zinc coating |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU981443A1 (en) * | 1981-06-04 | 1982-12-15 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Pulverulent composition for diffusion zinc coating of alluminium alloys parts |
| RU2147046C1 (en) * | 1998-08-17 | 2000-03-27 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Thermodiffusion zinc-plating method |
| JP2000160320A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Sharp Corp | Magnesium alloy and its production |
| RU2180018C1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-02-27 | Акционерное общество закрытого типа "Высокодисперсные металлические порошки" | Method of preparing powdered mix for thermodiffusion zinc-plating |
| CN102002665A (en) * | 2010-10-20 | 2011-04-06 | 北京科技大学 | Method for preparing aluminum part surface zincing powder and method for coating aluminum part surface zincing powder |
-
2014
- 2014-08-07 RU RU2014132541/02A patent/RU2559386C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU981443A1 (en) * | 1981-06-04 | 1982-12-15 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Pulverulent composition for diffusion zinc coating of alluminium alloys parts |
| RU2147046C1 (en) * | 1998-08-17 | 2000-03-27 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Thermodiffusion zinc-plating method |
| JP2000160320A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Sharp Corp | Magnesium alloy and its production |
| RU2180018C1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-02-27 | Акционерное общество закрытого типа "Высокодисперсные металлические порошки" | Method of preparing powdered mix for thermodiffusion zinc-plating |
| CN102002665A (en) * | 2010-10-20 | 2011-04-06 | 北京科技大学 | Method for preparing aluminum part surface zincing powder and method for coating aluminum part surface zincing powder |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685841C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Волнар" | Composition of powder mixture for thermodiffusion treatment of steel items, method of thermodiffusion treatment of steel products |
| RU2738218C1 (en) * | 2019-08-22 | 2020-12-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОВАЦИНК" | Method of applying anticorrosion intermetallic coating by thermodiffusion zinc coating |
| WO2021034223A3 (en) * | 2019-08-22 | 2021-04-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОВАЦИНК" | Method of applying an intermetallic anticorrosion coating by thermal diffusion galvanization |
| US11746422B2 (en) | 2019-08-22 | 2023-09-05 | Majorpack Incorporated | Method of applying an intermetallic anticorrosion coating by thermal diffusion galvanization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2559391C1 (en) | Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of aluminium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of aluminium alloys | |
| JPH0245712B2 (en) | ||
| JP6129752B2 (en) | Molten salt bath and method for nitriding steel machine parts | |
| EP1347075B2 (en) | Method of salt bath nitriding for producing iron member having improved corrosion resistance and iron parts | |
| RU2559386C1 (en) | Composition of powder mixture for thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys, method of thermodiffusion galvanizing of items out of magnesium alloys | |
| KR102568545B1 (en) | plated steel | |
| RU2617467C1 (en) | Composition of powder mixture for thermodiffusion zinc-plating of steel products | |
| JP2009102696A (en) | SURFACE TREATMENT METHOD OF Ti-Al-BASED ALLOY, AND Ti-Al-BASED ALLOY OBTAINED THEREBY | |
| CN114318215A (en) | Manufacturing method of stay cable threaded anchorage powder zinc-aluminum multi-element alloy anticorrosive coating | |
| RU2680118C1 (en) | Powder mixture for thermal diffusion galvanizing of steel products | |
| RU2180018C1 (en) | Method of preparing powdered mix for thermodiffusion zinc-plating | |
| RU2685841C1 (en) | Composition of powder mixture for thermodiffusion treatment of steel items, method of thermodiffusion treatment of steel products | |
| RU2651087C1 (en) | Powder mixture for thermodiffusion zinc coating of titanium alloys, the method of thermodiffusion zinc coating of the articles from titanium alloys | |
| US10801099B2 (en) | Coating compositions, methods and articles produced thereby | |
| US9080235B2 (en) | Composition and method for diffusion alloying of ferrocarbon workpiece | |
| RU2644092C1 (en) | Method of thermal diffusion zinc coating of articles made of high-strength aluminum alloys | |
| US3488233A (en) | Surface treatment of steels | |
| RU2574153C1 (en) | Powder mix composition for thermal-diffusion zinc-plating of articles from aluminium alloys, method of its fabrication and thermal-diffusion zinc-plating of articles from aluminium alloys | |
| RU2401320C1 (en) | Method of zincing steel parts | |
| EP2871258A1 (en) | Composition of powder mixture for thermal diffusion galvanizing of products made of aluminum alloys, preparation method thereof and method for thermal diffusion galvanizing of products made of aluminum alloys | |
| Sameh et al. | The effect of LSM corrosion protection on Al alloys | |
| US11834747B2 (en) | Plated steel wire and manufacturing method for the same | |
| US20220235447A1 (en) | A Process for Coating a Surface of a Substrate with a Metal Layer | |
| RU2277608C1 (en) | Method of diffusion zinc-aluminizing of the metallic materials in the fluidized layer | |
| RU2473715C2 (en) | Method to apply composite electrochemical coatings onto items with subsequent electrothermal treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180703 |