Нанесение алюминия на сталь

Обновлено: 20.09.2024

Нанесение на поверхность металлических изделий покрытий из металлического алюминия или алюминия сплавов. К А. прибегают, чтобы защитить поверхность изделий от коррозии металлов, при необходимости — с декоративной целью. Покрытия создают одно- и многослойные (один из слоев — из металлического алюминия), к-рые могут быть анодированы (см. Аиодирование) или окрашены. Широко применяется диффузионное насыщение поверхности металлических изделий алюминием (см. Алитирование). Алюминирование осуществляют газопламенным и плазменным распылением металла (см. Газопламенные покрытия, Плазменные покрытия), плакированием, испарением металла в вакууме (см. Вакуумные покрытия). Различают также алюминирование горячее, электролитическое и А. нанесением алюминиевого порошка.

Горячее алюминирование, проводимое в ваннах с расплавленным металлом (так же, как и горячее цинкование), применяют в основном для нанесения покрытий на полосы и листы. По одному из методов горячего А. стальную полосу вначале нагревают в печи с окислительной средой до т-ры 450° С, с тем чтобы сжечь остатки смазочных масел и создать на поверхности изделия тонкую пленку окислов железа. Затем полоса поступает в печь с восстановительной средой, где при т-ре 730—800° С эти окислы восстанавливаются. После охлаждения в спец. зоне печи полосу пропускают через ванну с алюминиевым расплавом, охлаждают на воздухе и сматывают в рулон.

Для нагрева ванн используют силитовые стержни, через к-рые пропускают электрический ток. Есть также ванны с индукционными (посредством токов низкой частоты) и магнито-стрикционными нагревателями. Скорость движения полосы до 1 м/сек. Толщина покрытия (0,02—0,07 мм) определяется его назначением и регулируется скоростью движения полосы и т-рой расплава. Рулоны окончательно обрабатывают обычно в правильных машинах, иногда — в клетях для холодной прокатки (дрессировки). Для того, чтобы на поверхности изделий и расплавленного металла не образовывались окисные пленки, снижающие адгезию алюминия и основы, в металл вводят флюсы, процесс ведут в защитной среде или на поверхность изделия предварительно наносят промежуточные покрытия. При люминирование стальных изделий флюсами служат бура, хлористый аммоний, борная к-та, борнокислая соль, криолит с добавками хлористого алюминия, хлориды бария; материалами промежуточных покрытии — чаще всего кадмий, олово, цинк, никель.

Электролитическое алюминирование проводят её солевых расплавов, преимущественно при осаждении алюминия из электролита AlCl 3 — NaCl — КСl в инертной среде или из электролита 2AlCI 3 — NaCI с добавлением сотых долей моля свинца в защитной среде азота. Оптимальные т-ры электролитов составляют 130—160° С, катодная плотность тока для этих электролитов соответстве нно 0,1— 0,3 и 3—5 а/дм ² , выход металла по току — 90—100%. Покрытия получаются гладкие и плотные, однако скорость их нанесения относительно невелика — не более 20 мкм/час. Большей производительностью, чем электролитическое А., характеризуется алюминирование нанесением на поверхность изделий алюминиевого порошка из жидкой фазы, электростатическим и электрофоретическим способами.

Нанесение порошка из жидкой фазы осуществляют, напр., напылением раствора диэтилгидрида алюминия на изделие, нагретое до т-ры не менее 260° С.

Под воздействием тепла диэтилгидрид алюминия разлагается и продукт разложения — алюминий оседает на покрываемую поверхность. Толщину покрытия (0,5 мкм — 1 мм) регулируют т-рой нагрева. Скорость нанесения покрытия — 100 — 600 мкм/мин. Покрытие отличается высокой чистотой, значительной плотностью, хорошим сцеплением с поверхностью. Процесс проводят в инертной среде (из-за опасности воспламенения диэтилгидрида алюминия). Электростатический способ алюминирования основан на переносе отрицательно заряженных частиц алюминиевого порошка в электростатическом поле.

По этому способу на очищенную и увлажненную поверхность изделия (стальной полосы) наносят с помощью спец. устройства сухой порошок алюминия. Составные части этого устройства — вибропитатель, комплект вибросит и источник электростатического поля (между изделием и прилегающим к нему ситом) напряженностью до 20 кв. Частицы алюминия, приобретая отрицательный заряд при прохождении через отрицательно заряженное сито, взаимно отталкиваются и равномерно осаждаются на алюминируемой поверхности. Потеряв заряд при контакте с изделием, порошок удерживается на его поверхности водяной пленкой. После нанесения покрытия изделие сушат в электрической радиационной печи при т-ре 350° С в течение минуты, затем покрытие уплотняют прокаткой и очищают.

На заключительной стадии изделие подвергают термической обработке: быстрому (порядка 15 сек) нагреву на воздухе до т-ры 500—600° С с последующим самопроизвольным охлаждением или медленному (в течение 15 ч) нагреву в печи до т-ры 450° С с последующим охлаждением на воздухе. Толщину покрытия (0,05 — 1 мм) регулируют скоростью подачи порошка вибропитателем.

Покрытия, полученные электростатическим способом, имеют удовлетворительные св-ва, однако процесс их нанесения громоздок. По технологическим возможностям, производительности, универсальности и экономической эффективности наибольшие преимущества имеет алюминирование испарением металла в вакууме . Структура и св-ва алюминиевых покрытий в значительной степени определяются способом их нанесения.

Так, структура вакуумных покрытий и покрытий, полученных горячим способом, подобна структуре отожженного алюминия. Структура покрытий, образуемых нанесением алюминиевого порошка, газопламенным и плазменным распылением, во многом обусловливается наличием окислов алюминия. У таких покрытий выше твердость, ниже электропроводность по сравнению с чистым алюминием. На эксплуатационные св-ва алюминиевых покрытий, в частности на прочность сцепления и деформцруемость, влияет толщина переходного слоя (диффузионного слоя между поверхностью и покрытием), зависящая от т-р ы времени а. и термообработки, хим. состава изделия, а при горячем а и от состава расплава. Хорошими эксплуатационными св-вами отли чаются алюминированные изделия с толщиной переходного слоя не более 5—7 мкм. При вакуумном а толщина переходного слоя, как правило , не превышает долей микрометра. При горячем а. толщину этого слоя можно уменьшить, вводя в ванну различные добавки (напр, 2—12% Si).

Добавки по-разному влияют на внешний вид алюминиевых покрытий: добавки висмута кальция, кремния и меди снижают отражательную способность покрытия, добавка никеля делает покрытие шероховатым без существенного уменьшения блеска, добавки бериллия, кальция, хрома, меди и марганца придают покрытию оттенок седины.

Покрытия из чистого алюминия достаточно стоики в воде и на воздухе, что обусловлено образованием на поверхности окисной пленки, защищающей металл от дальнейшего окисления. Алюминиевые покрытия устойчивее цинковых — примерно в шесть раз при одинаковой их массе и в 2,5 раза при одинаковой толщине. В атмосфере пром. предприятий стойкость горячеалюминиро-ванных изделий в 10 раз выше стойкости горячеоцинкованных, в горячей воде — в 15 раз. Алюминированные изделия сохраняют блеск до т-ры 470° С, отражая 85% тепла и света. Вакуумное алюминиевое покрытие в 15—20 раз повышает стойкость стали к газовой коррозии при т-ре 700—800° С.

Алюминирование дает возможность защищать от коррозии детали самолетов, ракет и автомобилей, сварные трубы, стенные и кровельные панели, обогревательные приборы, сельскохозяйственный инвентарь и инструменты, изделия бытового назначения. Алюминированную жесть используют взамен луженой в консервной промышленности. Экономическая эффективность А. основывается на его низкой себестоимости, на существенном повышении срока службы алюминированных изделий, прежде всего изделий из сталей и алюминиевых сплавов.

Лит.; Виткин А. И., Тейндл И, И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. М., 1971 Ройх И. Лм Колтунова Л. Н. Защитные вакуумные покрытия на стали. М., 1971.

Похожие страницы:

Содержание статьи1 ЧТО ТАКОЕ ТИТАНИРОВАНИЕ1.1 Процесс нанесения слоя титана1.2 Прочность покрытия1.3 Термо напыление титана1.4 Применение ЧТО ТАКОЕ ТИТАНИРОВАНИЕ Это нанесение.

ЧТО ТАКОЕ КАДМИРОВАНИЕ Это нанесение на поверхность металлических изделий слоя кадмия. Кадмиевые покрытия (толщиной 7—20 мкм) защищают изделия (преим. стальные).

МОЛИБДЕНИРОВАНИЕ Что такое молибденирование это диффузионное насыщение поверхности металлических изделий молибденом или нанесение на них покрытий из чистого молибдена. Диффузионное.

Содержание статьи1 ЧТО ТАКОЕ ФОСФАТИРОВАНИЕ1.1 Фосфатирование металла 1.2 Толщина фосфатных пленок ЧТО ТАКОЕ ФОСФАТИРОВАНИЕ Это создание на поверхности металлических изделий.

ЧТО ТАКОЕ КОБАЛЬТИРОВАНИЕ Это нанесение на поверхность металлических изделий слоя кобальта. Кобальтовые покрытия защищают изделия от коррозии металлов, придают им.

ЦИНКОВАНИЕ Нанесение на поверхность металлических (преим. стальных и чугунных) изделий слоя цинка. Потенциал цинка (— 0,76 в) электроотрицательнее потенциала железа.

Оксидирование сплавов алюминия

Микропористая структура оксидных покрытий на алюминии, в особенности полученных в сернокислом электролите, весьма неблагоприятно сказывается на их защитной способности. Это обстоятельство делает необходимым принятие мер по уменьшению пористости путем уплотнения, наполнения пор. В зависимости от назначения оксидированных изделий, наполнение можно осуществить несколькими способами.

Обработка оксидных покрытий горячей водой или паром сопровождается переходом безводного оксида алюминия, в первую очередь его внешнего слоя, в гидроксид, занимающий больший объем и закрывающий благодаря этому значительную часть сечения пор пленки. Для повышения эффективности обработки предлагается проводить ее в растворах солей никеля, кобальта, кадмия, способствующих при определенных значениях рН и температуры раствора образованию труднорастворимых гидроксидов или основных солей в порах оксидной пленки.

Одним из широко используемых в промышленности способов наполнения оксидных покрытий является обработка их в растворах хроматов, что, по-видимому, способствует окислению металла у основания пор и повышению таким путем защитных свойств покрытия. При этом оксидные пленки приобретают лимонно-желтую окраску, что делает такую обработку неприемлемой для изделий, подвергавшихся декоративной отделке, окрашенных органическими красителями или минеральными пигментами.

В тех случаях, когда оксидированием преследуют цель получения на поверхности изделия электроизоляционного слоя, оксидные покрытия пропитывают специальными лаками с последующей их полимеризацией. Качество электроизоляции, в особенности ее стабильность во времени, улучшаются после пропитки под вакуумом.

В табл. 9 приведены составы растворов и режимы наполнения оксидных покрытий на алюминии и его сплавах.

Обработка оксидированных деталей горячей водой или паром, а также растворами, содержащими соли никеля, кобальта, аммония, не изменяет их внешнего вида и поэтому особенно пригодна в процессах декоративной отделки. Имеются сведения, что использование для этой цели раствора 3 несколько повышает светостойкость пленок, окрашенных органическими красителями. Присутствие в растворе 2 двухзамещенного фосфорнокислого аммония предотвращает образование в процессе наполнения на поверхности покрытий белых пятен, что встречается при наполнении покрытий в воде или паре.

По данным применение растворов солей кадмия и особенно солей никеля при температуре кипения является одним из эффективных средств повышения защитной способности оксидных покрытий. Повышение защитной способности пленки при наполнении ее в кипящем растворе сернокислого никеля столь существенно, что позволяет уменьшить толщину оксидного покрытия.

Для электроизоляционных оксидных покрытий предложено 1 проводить их уплотнение в 2-3 %-ном растворе танина в течение 20-30 мин при температуре 95-100 °С. Предполагается, что в таких условиях танин гидролизуется, и образующаяся при этом галловая кислота взаимодействует с оксидом алюминия, что способствует повышению электрической прочности оксидной пленки.

Для улучшения антикоррозионных свойств покрытий рекомендовано 2 проводить уплотнение в растворе, содержащем 150-200 г/л перекиси водорода (30 %-ной) при комнатной температуре в течение 20-30 мин.

Следует учитывать, что уплотнение оксидных покрытий в горячих растворах может сопровождаться некоторым уменьшением их микротвердости.

Для гидрофобизации оксидных пленок препаратом ГФЖ 136-41 в качестве растворителя можно использовать бензин, толуол, четыреххлористый углерод. После пропитки проводят термообработку в течение 20-30 мин при температуре 15-30 °С и затем 45-60 мин при 100-130 °С. Для повышения эффективности гидрофобизации целесообразно вводить в раствор гидрофобизующей жидкости 0,3 % отвердителя АДЭ-3 и проводить отверждение, как это указано выше для случая обработки оксидных пленок на стали.

Перерыв между операциями оксидирования и уплотнения покрытия не должен превышать 5 мин, причем в течение этого времени оксидированные детали должны находиться в холодной воде. Не следует касаться деталей руками, так как на поверхности металла могут остаться матовые пятна.

Технология оксидирования алюминия и его сплавов

Технологический процесс оксидирования изделий из алюминия и его сплавов, независимо от того, в каком электролите он проводится, состоит из операций механической и химической подготовки, формирования оксидного покрытия и последующей его обработки. Механической обработкой преследуют цель уменьшения шероховатости поверхности, придания ей блеска, устранения таких дефектов, как мелкие риски, раковины, следы проката, а также получения определенной фактуры, рисунка. Специальной механической и термической обработкой можно получить определенную фактуру поверхности металла, что используют для некоторых случаев декоративной отделки изделий. Устранение дефектов поверхности особенно важно перед сернокислотным и хромовокислотным оксидированием, когда формируются прозрачные, бесцветные покрытия. Непрозрачные оксидные покрытия, получаемые в щавелевокислом электролите и при эматалировании, несколько скрадывают мелкие дефекты поверхности металла, и поэтому не требуют очень тщательной предварительной чистовой обработки изделий.

При выборе материалов для подготовки изделий перед оксидированием следует учитывать значительную вязкость и низкую твердость алюминия и его сплавов, а также активное растворение их в щелочных растворах.

Механическое полирование фетровыми или войлочными кругами с пастами часто сопровождается местным перегревом металла, втиранием пасты в его поверхностный слой, что приводит к образованию матовых пятен, которые выявляются при следующем оксидировании и, в особенности, окрашивании оксидных покрытий. Учитывая это, не следует проводить полирование пастами, содержащими окись хрома и парафин, так как эти компоненты особенно легко внедряются в поверхность металла. Положительный результат достигается при использовании полировочных паст на основе окиси алюминия или венской извести.

Для удаления с поверхности металла тонких пленок, образовавшихся при механическом полировании, следует выдержать изделия в течение нескольких секунд в 5-10 %-ном растворе едкой щелочи до появления первых пузырьков водорода. Однако если внедрение пасты произошло на значительную глубину, такая обработка недостаточна для удаления всего поверхностного некондиционного слоя.

Блеск поверхности металла, достигаемый механическим полированием, значительно уменьшается после формирования на нем оксидного покрытия. Это связано с частичным травлением поверхности анода, имеющим место при оксидировании. Отсутствие металлического блеска, в особенности окрашенных оксидированных изделий, придает их поверхности вид, напоминающий пластмассу или лакокрасочное покрытие, что не всегда приемлемо. Сохранить металлический блеск можно лишь в случае, если перед оксидированием проводить химическое или электрохимическое полирование изделий. Образующаяся на металле при такой предварительной обработке тонкая пассивирующая пленка предотвращает травление металла, что сохраняет его блеск при последующем оксидировании. Только благодаря сочетанию в одном технологическом цикле указанных операций стало возможно проводить отделку алюминиевых изделий под золото.

Матирования поверхности металла можно достигнуть гидроабразивной обработкой. Бархатистый оттенок получается так называемым сатинированием - обработкой стеклянной пульпой под давлением. Мелкозернистая поверхность формируется при химическом или электрохимическом травлении. В зависимости от условий выполнения этого процесса изменяются величина и форма образующихся шероховатостей.

Химическая подготовка изделий перед получением оксидных покрытий включает операции обезжиривания, травления, осветления металла. В зависимости от природы и степени загрязнения поверхности используют органические растворители или водные растворы. Из органических растворителей не следует применять трихлорэтилен, который с алюминием может образовать токсичные соединения.

Из синтетических моющих средств хорошие результаты дают Импульс-К, Лабомид-101, Вертолин-74Т при концентрации 20-80 г/л и температуре 60-80 °С, причем последний из них позволяет получить полублестящую поверхность металла., Широко известный препарат ТМС-31 также может быть использован для очистки поверхности алюминиевых изделий от загрязнений.

При выборе состава водных обезжиривающих растворов для уменьшения их агрессивного действия на металл снижают содержание едкой щелочи, по сравнению с принятой для обезжиривания черных металлов, иногда увеличивают при этом концентрацию в растворе углекислого натрия. Улучшению качества и ускорению процесса обезжиривания способствует введение добавок ПАВ, в особенности синтанола, а также повышение концентрации фосфатов.

Для обезжиривания изделий из алюминия и его сплавов можно использовать растворы следующих составов (г/л):

2) углекислый натрий - 15-20, тринатрийфосфат - 25-30, синтанол ДС-10 - 3-4;

3) гидроксид натрия - 10-15, тринатрийфосфат - 50-60, метасиликат натрия - 20-30.

Обезжиривание ведут при температуре 60-80 °С. Растворы 1, 2 используют для обработки полированных, раствор 3 - сильно загрязненных деталей.

Уже в процессе обезжиривания, поскольку он связан с применением щелочных растворов, происходит большее или меньшее травление поверхности металла. Поэтому специальная операция травления включается в технологический процесс не столько для снятия продуктов коррозии, как при травлении черных металлов, сколько для получения определенной фактуры поверхности.

Мелкозернистую серебристую поверхность получают обработкой алюминия в растворе, содержащем 120-150 г/л гидрокснда натрия и 25-35 г/л хлористого натрия, при температуре 60-70 °С. Сходную фактуру дает травление переменным током с напряжением 30 В в растворе, состоящем из 10-20 г/л соляной кислоты и 4-5 г/л фосфорной кислоты, при плотности тока 2-3 А/дм 2 . Для матирования алюминия и его деформируемых сплавов можно пользоваться раствором, содержащим 50-200 г/л смеси, состоящей (массовая доля, %) из 56 нитрата натрия, 44 гидроксида натрия; при температуре 40-60 °С.

Для осветления сплавов АЛ9, АЛЮ после их щелочного травления используют раствор, состоящий из 0,7 л азотной кислоты (1,41), 0,3 л плавиковой кислоты (40 %-ной), 15 г/л хромового ангидрида. Такая подготовка особенно эффективна для изделий, подвергающихся затем химическому оксидированию.

Подробные сведения, как о механической, так и химической подготовке изделий из алюминия и его сплавов перед получением оксидных покрытий, приведены в выпуске 1 Библиотечки гальванотехника.

Электрохимическое оксидирование проводят большей частью в стационарных ваннах. Для сернокислотного электролита используют ванны с винипластовой или свинцовой футеровкой и охлаждающими змеевиками из свинца или титана.

Обрабатываемые изделия загружают в оксидировочную ванну на подвесных приспособлениях из алюминия, дюраля или титана. От качества электрического контакта между приспособлением и изделиями во многом зависит результат процесса. В случае неплотного контакта происходит местный разогрев металла и прилегающего к его поверхности слоя электролита, результатом чего может явиться разрыхление оксидной пленки и растравливание изделий. Для обеспечения надежного контакта подвесные приспособления изготавливают с пружинными или винтовыми зажимами, закрепляют изделия туго натянутой алюминиевой проволокой. Нерабочие поверхности приспособлений изолируют кислотостойким лаком или полиэтиленовой лентой.

При повторном использовании с алюминиевых подвесных приспособлений должна быть предварительно удалена оксидная пленка. Для этого их травят в горячем 10 %-ном растворе едкой щелочи.

Целесообразно использовать для этой цели также раствор, содержащий 20 г/л хромового ангидрида и 35 мл/л фосфорной кислоты (1,52). Обработку ведут при температуре 90-100°С. Растворению подвергается лишь оксидный слой, благодаря чему размеры приспособлений почти не изменяются и их можно использовать многократно. Титановые приспособления периодически травят в разбавленной серной кислоте (2 :1) при 75-85 °С.

Одновременно в ванне следует обрабатывать изделия, изготовленные из одного материала. Таким путем обеспечивается равномерное распределение тока и однородность оксидного покрытия на всех изделиях. Если обработке одновременно подвергаются изделия из различных сплавов, то вследствие разных скоростей формирования и растворения оксидной пленки, а также поведения компонентов сплава происходит перераспределение тока, в результате чего не всегда удается получить на всей партии изделий оксидный слой требуемой толщины и свойств.

Оксидировочные электролиты характеризуются хорошей рассеивающей способностью. Поэтому применять профилированные катоды при обработке деталей сложной конфигурации не требуется. Исключение составляют трубы малого сечения, которые оксидируют с внутренним катодом в виде свинцового кабеля или алюминиевой проволоки, изолированных перфорированной резиновой или полиэтиленовой трубкой. Диаметр такого катода составляет 0,3-0,4 внутреннего диаметра трубы. Трубы большой длины оксидируют при непрерывной циркуляции через них электролита.

Для поддержания требуемого теплового режима работы сернокислого электролита его охлаждают с помощью змеевиков, в которые подают проточную воду или специальные хладагенты, как это практикуют в процессе глубокого оксидирования. Во всех случаях электролит перемешивают очищенным сжатым воздухом.

В электролите оксидирования не допускается обработка алюминиевых изделий, имеющих сопряжения с другими металлами, так как это неизбежно приводит к растравливанию металла.

Для оксидирования мелких деталей можно использовать специальные устройства, в которых обеспечивается надежный подвод к ним тока. Примером такого приспособления может служить погружаемый в ванну перфорированный алюминиевый бачок с крышкой, к которой подводится положительный полюс источника тока. Крышка плотно прижимается к деталям, заполняющим бачок, обеспечивая тем самым- надежный электрический контакт между ними. Качество оксидирования повышается, если при электролизе охлаждают детали с помощью сжатого воздуха, поступающего через перфорированную трубку, расположенную по оси бачка, или осуществляется циркуляция электролита. Применение устройств такого типа значительно снижает трудоемкость операций монтажа и демонтажа деталей при оксидировании.

После оксидирования изделия тщательно промывают в проточной воде до полного удаления следов электролита. Недостаточная промывка может в дальнейшем привести к коррозии металла, ухудшить качество окраски и наполнения пленки.

Для исправления дефектов оксидного покрытия иногда применяют способ электронатирания. Дефектный участок натирают тампоном или щеткой из кислотостойкого материала, к которому самотеком подается оксидировочный электролит. По оси тампона вмонтирован катод. Положительный полюс источника тока подключается к обрабатываемому изделию. После выполнения указанной операции следы электролита должны быть полностью удалены промывкой.

Контроль качества оксидных покрытий сводится к определению их толщины, а в случае надобности, и специальных свойств - электросопротивления, микротвердости, пробивного напряжения. Защитные свойства проверяются капельной пробой. Для этого используют раствор, содержащий 250 мл/л НС1 (плотность 1,19) и 30 г/л К2Сr2О7. Покрытие считается удовлетворительного качества, если капля нанесенного на него раствора не изменяет окраски от оранжевой до зеленой в течение заданного времени. ГОСТ 9302-79 предусматривает нормы времени в зависимости от состава оксидированного металла и температуры раствора.

Недоброкачественные оксидные покрытия могут быть удалены с поверхности изделий обработкой их в растворах следующих составов:

1) хромовый ангидрид - 20 г/л, фосфорная кислота (плотность 1,5) - 35 мл/л;

2) азотная кислота (плотность 1,34) - 50-55 мл/л, плавиковая кислота (40%-ная) -4,5 мл/л.

В растворе 1 при температуре 85-100°С для удаления оксидной пленки требуется 10-30 мин, в растворе 2 при комнатной температуре 30-50 мин. Изменения размеров деталей при травлении почти не наблюдается.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Оксидные покрытия на алюминии и его сплавах получают в слабощелочных, оксидно-фосфатных, оксидно-хроматных и фосфатно-хроматных растворах. Последние три группы в настоящее время получили наибольшее применение. В зависимости от состава обрабатываемого сплава и примененного раствора формируются пленки, отличающиеся антикоррозионными свойствами и окраской. Наилучшей защитной способностью характеризуются покрытия, полученные в растворах на основе хромовой кислоты и фторидов, менее стойки пленки, сформированные в растворах, содержащих фосфорную, хромовую кислоты. В первом случае покрытия содержат соединения шести валентного хрома и окрашены в золотисто-желтый цвет, во втором - включают соединения трехвалентного хрома и имеют зеленоватый оттенок.

В табл. 4 приведены составы слабощелочных и кислых хроматных растворов.

В растворе 1 в начале его эксплуатации оксидирование ведут при температуре 80 °С, а в дальнейшем повышают температуру до 100 °С и увеличивают продолжительность обработки до 10-20 мин. Нарушение оптимального состава раствора и режима работы приводит к значительному ухудшению качества оксидного покрытия. Чрезмерно большая концентрация щелочи или высокая температура раствора являются причиной формирования рыхлой пленки. Большое увеличение продолжительности оксидирования может вызвать травление металла. При малой концентрации щелочи или низкой температуре формируются тонкие пленки, окрашенные в цвета побежалости.

При отсутствии необходимого для приготовления раствора хромовокислого натрия Na2Cr04 его можно получить в результате реакции хромового ангидрида или би-хромата натрия со щелочью.

Цвет пленок, получаемых при химическом оксидировании, в значительной мере зависит от их толщины и состава обрабатываемого сплава. Тонкие пленки имеют слабожелтую с зеленоватым оттенком окраску, более толстые приобретают беловатый оттенок. Легирующие добавки к сплаву способствуют формированию более темных пленок.

Не рекомендуется применять для приготовления оксидировочных растворов жесткую воду, так как содержащиеся в ней соли кальция могут включаться в состав пленки, что приводит к появлению белых пятен.

В растворе 2 оксидирование ведут при температуре 15-30 °С, но по мере выработки его повышают температуру до 80-90 °С, а продолжительность обработки увеличивают до 15-20 мин.

После оксидирования изделия быстро промывают сначала в проточной водопроводной, а затем в теплой воде и сушат в термостате или сжатым воздухом. Температуру промывочной воды и сжатого воздуха поддерживают в пределах 50-60 °С. При более высокой температуре ухудшается качество пленок и может произойти их разрушение.

В растворе 3 формируются оксидно-фосфатные пленки. Соотношение в нем концентрации хроматов СrО3 и фторидов F - должно быть в пределах 0,2-0,4. По мере выработки раствора следует увеличить продолжительность обработки в нем изделий до 30 мин. Превышение оптимальных температуры раствора и продолжительности оксидирования может привести к появлению матовых белых пятен на пленке.

Оксидно-фосфатные покрытия на алюминии и сплавах АМц, АМг имеют светло-зеленую окраску. Непосредственно после получения они весьма чувствительны к воздействию водяного пара, который вызывает появление белых пятен. Поэтому после оксидирования и промывки в воде перед тем, как поместить изделия в сушильный шкаф с их поверхности сухим сжатым воздухом удаляют следы влаги. При этом нельзя допускать сильного напора струи воздуха, так как невысохшая пленка механически непрочна и может разрушиться. Сушку ведут при 50-60 °С.

При концентрации компонентов раствора ниже рекомендуемой формируются тонкие пленки.

Недоброкачественные оксидно-фосфатные пленки удаляют обработкой изделий в течение 5-10 мин при 90-95 °С в растворе, содержащем 150-180 г/л хромового ангидрида.

Раствор 4 используют для получения так называемых токопроводных оксидных пленок. Они характеризуются малым электросопротивлением и поэтому пригодны для защиты от коррозии изделий, не допускающих применения электроизоляционных покрытий. Получаемые пленки имеют светло-желтую, радужную окраску. Изменение интенсивности окраски, образование рыхлого слоя является признаком, что раствор выработался и его нужно заменить свежеприготовленным.

Обработанные в растворе 4 изделия промывают проточной водопроводной, а затем теплой водой, сушат сначала теплым воздухом и вслед за тем в сушильном шкафу при температуре 50-60 °С в течение 3-4 ч или при комнатной температуре в течение 24 ч. Используемый для сушки оксидированных изделий воздух во всех случаях должен быть предварительно очищен от влаги и загрязнений.

Недоброкачественные покрытия, полученные в растворе 4, можно удалить с поверхности изделий, погрузив их на 1-2 мин в азотную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:1.

В автомобильной и некоторых других отраслях промышленности для защиты от коррозии алюминиевых сплавов применяют химическое пассивирование. В табл. 5 приведены составы соответствующих растворов. Для обработки кремнистых сплавов предпочтительнее использовать раствор 2, сплавов алюминий - медь и алюминий - медь - кремний - раствор 1. На некоторых предприятиях указанные растворы используют для защиты от коррозии изделий из силумина, вместо анодирования их в хромовокислом электролите, что представляет существенные технико-экономические преимущества. Пассивирование ведут в течение 3-5 мин при температуре 20-25 °С.


Растворы приготавливают на деминерализованной воде, 1 и 3 при комнатной температуре, раствор 2 при температуре 65-70 °С. Кислотность растворов корректируют добавлением азотной или плавиковой кислот. Для корректирования по другим компонентам используют концентрат рабочего раствора, в котором содержание каждой соли и кислоты в 50-80 раз выше, чем в обычном растворе. Истощение рабочего раствора проявляется в формировании слабо окрашенной пленки. Ежедневно следует определять окислительную способность раствора, на которую влияет, главным образом, хромовый ангидрид и, в меньшей степени, железосинеродистый калий. При обработке изделий в ванне выпадает осадок гидроокиси алюминия, который следует периодически удалять декантацией раствора.

После обработки в пассивирующих растворах изделия промывают в теплой, предпочтительно деминерализованной воде и сушат на воздухе.

Для проверки защитных свойств пленки можно пользоваться капельной пробой. Применяемый для этого раствор содержит 40 мл 0,5 М раствора сернокислой меди, 20 мл 10 %-ного раствора хлористого натрия, 0,8 мл 0,1 М раствора соляной кислоты (проба по Акимову). Капля наносится на чистую поверхность пассивированного изделия. В результате реакции раствора с пленкой происходит ее разрушение, что проявляется в изменении цвета капли от голубого до коричневого - на алюминии контактно выделяется медь. Пленка считается удовлетворительного качества, если коричневое пятно не появилось в течение 20 с.

Наиболее часто встречающиеся неполадки в работе пассивирующих растворов - появление белых пятен на пленке, формирование рыхлой пленки. В первом случае наиболее вероятной причиной является применение для приготовления раствора и промывки изделий жесткой воды или недостаточное обезжиривание изделий, во втором случае - слишком высокое значение рН пассивирующего раствора. Удаление недоброкачественных пленок ведут в 40-50 %-ной азотной кислоте. Следует учесть, что повторное пассивирование изделий после снятия с их поверхности пленки бывает затруднено.

При эксплуатации растворов следует избегать попадания в них меди, цинка, олова. Для загрузки изделий в ванну используют приспособления из титана или алюминия.

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов в сернокислом электролите

Сернокислый электролит благодаря своей экономичности, возможности обработки в нем различных сплавов алюминия и получения оксидных покрытий, обладающих хорошими эксплуатационными свойствами, наиболее широко применяется в промышленности. Содержание в нем серной кислоты обычно составляет 170-200 г/л. Повышение концентрации кислоты по сравнению с оптимальной приводит к снижению скорости формирования оксидной пленки вследствие более активного ее растворения, увеличению пористости, уменьшению твердости.

Режим электролиза выбирают с учетом состава обрабатываемого сплава. Алюминий и плакированный металл анодируют при плотности тока 1-2 А/дм 2 и напряжении на ванне 10-15 В, дюралюминий и силумин - при 0,5-1,0 А/дм 2 и 12-20 В. Температура электролита во всех случаях должна рыть 15-22 °С. Превышение ее приводит к снижению твердости покрытия, уменьшению его предельной толщины, возрастанию пористости. При оксидировании с последующим наполнением пленки хроматами продолжительность электролиза составляет 30-40 мин, в случае адсорбционного окрашивания пленки органическими красителями - 50-60 мин. Для деталей, изготовленных по второму классу точности, продолжительность оксидирования уменьшают до 20-30 мин. Анодирование изделий сложной конфигурации или имеющих отверстия малого диаметра проводят при анодной плотности тока 0,5 А/дм 2 и продолжительности электролиза 40-50 мин.

Бесцветные, прозрачные защитно-декоративные оксидные покрытия в сернокислом электролите могут быть получены на сплавах, в которых содержание легирующих компонентов не превышает (%): железа 0,5, меди 2, магния 7, цинка 7, кремния 3, марганца 0,8, хрома 0,3, титана 0,3.

При одинаковых условиях электролиза на алюминии формируются оксидные покрытия большей толщины, чем на его сплавах. Наиболее медленно происходит формирование пленки на сплавах алюминия с кремнием. Учитывая это обстоятельство, при оксидировании в ванну одновременно следует загружать изделия, изготовленные из одного и того же материала. Если одновременной обработке подвергать изделия из различных алюминиевых сплавов, то из-за неравномерного распределения тока между ними и различных условий формирования пленки не всегда удается получить на всей партии изделий оксидный слой требуемых толщины и свойств.

В качестве катода в сернокислом электролите используют свинец или высоколегированную сталь марки 12Х18Н9Т.

Оксидирование в сернокислом электролите можно вести с применением как постоянного, так и переменного тока промышленной частоты. В последнем случае более полно используется объем электролита, увеличивается одновременная загрузка изделий в ванну, повышается предельно допустимая плотность тока. Концентрацию серной кислоты можно уменьшить до 130-150 г/л. Оксидирование алюминия ведут при плотности тока 1,5-2 А/дм 2 , алюминиевых сплавов при 1,2-2,0 А/дм 2 . Напряжение на ванне 25-28 В. Продолжительность электролиза 30-60 мин. При использовании трехфазного переменного тока плотность тока на крайних электродных штангах ванны на 20-25 % ниже, чем на средней штанге.

Обработка переменным током алюминиевых сплавов, содержащих медь, приводит к накоплению ее в электролите. Присутствие меди в количестве 0,02 г/л вызывает появление на оксидной пленке темных полос, пятен. Для предотвращения этого в электролит вводят 2-3 г/л хромового ангидрида. Восстановление ионов шестивалентного хрома при электролизе происходит быстрее, чем осаждение меди на обрабатываемые изделия, и поэтому оксидная пленка не растравливается. В присутствии ионов хрома допустимое содержание в электролите примеси меди повышается до 0,3-0,4 г/л. Вместо хромового ангидрида в раствор может быть введено 6-8 г/л азотной кислоты, что также предотвращает появление темных полос и пятен.

Контроль электролита оксидирования проводят на содержание в нем кислоты и примесей.

Предельно допустимое содержание в сернокислом электролите примесей составляет (г/л): алюминия 30, магния 5, железа 3, хлора (в пересчете на NaCl) 0,1, окислов азота 0,2. При содержании алюминия или железа выше указанного количества на оксидной пленке появляются темные полосы, пятна. Накопление хлора и окислов азота приводят к растравливанию покрытия.

Корректирование сернокислого электролита проводят периодическим добавлением серной кислоты. Медь осаждают на свинцовый катод при плотности тока 0,1-0,2 А/дм 2 . Для удаления примеси алюминия используют катионообменную смолу КУ2-8. Процесс освобождения электролита от указанных примесей несколько сложен, требует много времени и практически мало применяется. Низкая стоимость сернокислого раствора позволяет при значительном ухудшении работы проводить его полную замену.

Так как процесс оксидирования идет при высоком потенциале и часть тока затрачивается на разряд ионов кислорода, а при оксидировании переменным током - и водорода, электролиз сопровождается сильным выделением газов и паров раствора. Для уменьшения этого в электролит добавляют 0,5-3 г/л препарата ОП-7 или ОП-10 или 0,01-0,1 мл/л кремнийорганической жидкости ПМС-200, играющей роль пеногасителя. Добавка этих компонентов позволяет упростить операции подготовки изделий перед оксидированием.

Как было показано выше, формирование оксидного покрытия в отличие от процессов нанесения металлических покрытий происходит путем роста пленки в глубину на границе металл - пленка. Оксидный слой не наносится на металл извне, а как бы вырастает из него. Вследствие этого наличие загрязнений на поверхности металла перед оксидированием не будет служить препятствием для получения оксидного покрытия и прочного сцепления его с основой. Если в сернокислый электролит добавить 3-5 г/л ОП-10 или 0,01-0,1 мл/л ПМС-200, которые будут способствовать удалению загрязнения с поверхности металла, можно проводить оксидирование без предварительного тщательного химического обезжиривания, травления и осветления сплава. Таким путем можно заметно уменьшить продолжительность производственного цикла получения оксидных покрытий. Однако следует учитывать, что внешний вид оксидированного изделия будет зависеть от исходного состояния поверхности, которое после механической обработки или в состоянии поставки не всегда бывает достаточно удовлетворительным. Поэтому указанный вариант технологического процесса оксидирования можно применять лишь для грубообработанных изделий, когда не требуется декоративный вид их поверхности.

Для повышения защитной способности оксидных покрытий, формируемых в сернокислом электролите, к нему добавляют 10-30 г/л щавелевой кислоты. Напряжение на ванне в этом случае может достигать 30-40 В. Для улучшения указанного свойства покрытия предложен смешанный серно-щавелевокислый электролит с добавками нитратов и органических соединений следующего состава (г/л): 180-250 серной кислоты, 10-20 щавелевой кислоты, 1,5-2,5 азотнокислого магния, 1,5-2,5 азотнокислого марганца, 0,2-1 уротропина, Присутствие в растворе нитратов предотвращает образование темных полос и пятен при обработке алюминиевых сплавов. Электролиз ведут при температуре 15- 30 °С, анодной плотности тока 1-2,5 А/дм 2 , напряжении 15-20 В. Повышение защитной способности оксидных покрытий достигается в результате добавки к сернокислому электролиту 10-15 г/л калия-натрия-виннокислого.

В литературе имеются рекомендации об использовании для оксидирования алюминиевых сплавов сравнительно концентрированных растворов серной кислоты при большой начальной плотности тока и малой продолжительности электролиза. Для деформируемых сплавов применяют электролит, содержащий 475-500 г/л серной кислоты при температуре 20-22 °С, плотности тока 10 А/дм 2 , напряжении 13-15 В и продолжительности обработки 7-10 мин. Для анодирования литейных сплавов, к серной кислоте добавляют 0,5-1,0 г/л фторбората аммония и ведут электролиз при том же режиме, но уменьшая продолжительность его до 5-7 мин. Данных о промышленном использовании этой рекомендации пока не имеется.

В табл. 6 приведены характеристики неполадок, встречающихся при оксидировании алюминия и его сплавов в сернокислом электролите постоянным и переменным током, их причины и способы устранения.




Алюминирование

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 см 2 /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

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.

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.

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).

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 .

Читайте также: