НОВЫЕ ВИДЫ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВОВ ЦИНКА С АЛЮМИНИЕМ И СПОСОБЫ ИХ НАНЕСЕНИЯ НА ТРУБЫ И ПРОВОЛОКУ

Цинкалюминиевые (ашомоцинковые) покрытия находят все более широкое применение для защиты от коррозии различных металлоизделий (полосовой прокат, проволока, трубы и др.). Сочетание двух (цинка и алюминия) и других металлов позволяет получать покрытия высокого качества. Такие покрытия обладают повышенной коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах (в 2—6 раз выше цинковых), хорошими физико-механическими свойствами и внешним видом.

Важным аргументом в пользу развития про-изводства металлоизделий с покрытиями из сплавов цинка с алюминием является то, что при их нанесении можно экономить металл покрытия. Например, при нанесении на сталь покрытия гальфан (~95% Zn + 5% А1 + 0,1% мишметалла) экономия цинка составляет 0,021 кг/м2, а при нанесении покрытия гальвалюм (55% А1 + 43,4% Zn + 1,6% Si)- 0, 137 кг/м2.

Одной из важнейших технологических операций при нанесении на стальные изделия покрытий из сплавов цинка с алюминием является подготовка их поверхности. В настоящее время на практике при нанесении покрытий на стальные изделия из расплавов металлов используют различные способы подготовки. При этом для предотвращения окисления покрываемого изделия на его поверхность наносят тонкий слой солей (флюсовая обработка) или создают на поверхности тонкий оксидный слой (пассивирующая обработка). При цинковании полосового проката широко применяют окисли- тельно-восстановительную подготовку. Иногда при нанесении цинкоалюминиевых (алюмоцинко- вых) покрытий на стальную поверхность наносят тонкий металлический (цинковый) слой, а затем изделия покружают в ванну с расплавом основного покрытия (так называемый способ двойного погружения).

Традиционно используемые технологии и оборудование для нанесения металлопокрытий на трубы и проволоку неприемлемы для нанесения на них алюмоцинковых покрытий. Применение флюсовой обработки для подготовки поверхности стали требует определенного времени для ее нагрева при поступлении изделий в ванну с расплавом металла, что приводит к активному растворению стальной поверхности алюмоцинковыми расплавами. Использование так называемого ванного способа нанесения покрытий (ванны с расплавом металла) обусловливает быстрый выход из строя погружного оборудования из-за его растворения в жидком металле. Кроме того, ванный способ не позволяет варьировать толщину алюмоцинкового покрытия в пределах, требуемых, например, для труб (50—бОмкм).

Анализ производства проволоки в странах СНГ показывает, что технологии и оборудование, используемые для термической обработки и нанесения на нее покрытий, морально и физически устарели. Кроме того, не производится проволока с новыми видами покрытий (гальфан, гальвалюм и др.).

Одним из перспективных направлений является использование окислительновосстановительных газовых сред для подготовки поверхности стальных изделий перед нанесением покрытий из цинка и его сплавов с алюминием. В этом случае исключаются операции травления и флюсования, а также устраняется газовыделение при погружении изделий в расплав, что позволяет улучшить условия труда и экологическую обстановку региона. Следует отметить, что окислительно- восстановительная подготовка широко применяется при нанесении металлопокрытий, в том числе алюмоцинковых, на полосовой прокат.

ВНИТИ разработаны принципиально новый способ, технология и оборудование для нанесения на трубы и арматуру (в виде бунтов и мерных длин), а также проволоку, алюмоцинковых и других покрытий, учитывающие особенности обработки стальных изделий в жидких металлических расплавах. Способ позволяет организовать экологически чистый технологический процесс. Подготовку поверхности изделий к нанесению покрытия осуществляют окислительно-восстановительным способом, т.е. исключаются операции травления, флюсования и сушки. Способ также исключает использование погружного оборудования, что обеспечивает длительный срок службы основных узлов установки нанесения покрытий и простоту ее обслуживания. Узел нанесения сконструирован таким образом, чю позволяет наносить покрытия строго регулируемой толщины и любого типа — от чисто цинковых до чисто алюминиевых, включая их сплавы.

Экспериментальные исследования по нанесению на трубы, проволоку и арматуру покрытий из цинка, алюминия и их сплавов показали, что новый способ и оборудование позволяют получать покрытия, которые имеют 100 %-ную

Микроструктура алюмоцинкового покрытия типа гальвалюм на электросваркой трубе сплошность, высокую прочность сцепления со стальной основой, хороший внешний вид.

На рисунке представлена микроструктура алюмоцинкового покрытия типа гальвалюм на электросварной трубе.

Использование новой "безванной" технологии и применяемой при этом магнитодинамической установки с узлом нанесения покрытий специальной конструкции позволяет: осуществлять плавление металла вне узла нанесения покрытий; поддерживать температуру расплава в узком температурном интервале в момент нанесения покрытия; уменьшить тепловую нагрузку и снизить энергопотребление за счет уменьшения массы расплава, участвующего в процессе нанесения покрытия; уменьшить содержание железа в расплаве и образование дросса; снизить количество включений интер- металлидов в покрытие.

Таким образом, использование "безванной" технологии и применяемой при этом магнито-динамической установки с нетрадиционным узлом нанесения покрытий позволяет создать экологически чистый процесс и модульную ав-томатическую линию для нанесения на длинно-мерные цилиндрические изделия (трубы, про-волоку, арматуру и др.) покрытий из цинка, алюминия и их сплавов.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 5, Москва 1994