Алюминирование

Свойства и области применения

По данным различных исследований, алюминиевое покрытие примерно в б раз устойчивее цинкового при одинаковом весе и в 2,5 раза — при одинаковой толщине. Существует несколько методов нанесения алюминиевых покрытий на сталь: плакирование, термическое разложение алюминиевоорганических соединений, распыление, электроосаждение из органических электролитов, вакуумное напыление, погружение в расплавленный металл и в последнее время электрофорез. Из всех этих методов погружение в расплавленный металл получило в США промышленное применение в тридцатые годы текущего столетия и в настоящее время достигло внушительных размеров. Этот метод используют для покрытия листов достаточной ширины, а также для покрытия других изделий. Основные затруднения на пути развития горячего алюминирования — окисление стали и расплавленного алюминия, а также образование хрупкого соединения FeAl3 при повышенной температуре. И то, и другое препятствует адгезии покрытия к основному металлу (табл.35).
Температура алюминиевой ванны не должна значительно превышать температуру плавления алюминия. Оптимальной является температура 700—750° С.
При определенной температуре весь алюминий связывается в хрупкий интерметаллид FeAl3, резко снижающий механические свойства покрытых изделий; по этой причине время выдержки и температура расплава должны быть строго ограничены.
Кремний в количестве 0,3%, а также фосфор, титан, марганец, сурьма в стали приводят к языкоподобным образованиям в промежуточном сплаве. Большое количество фосфора и серы заметно повышают хрупкость промежуточного сплава.
Для ограничения скорости диффузии алюминия в железо вводят легирующие элементы, растворимые в твердом состояний в алюминии. Наиболее дешевым элементом является кремний; 2—6% Si существенно снижают температуру ванны, тем самым уменьшая скорость диффузии, а промежуточный слой делается ровным и равномерным, в то время как покрытие чистым алюминием имеет «разорванный» фронт.
При содержании в ванне 0,75—6% Si толщина промежуточного слоя уменьшается на 40—75%. При длительном воздействии атмосферы покрытия из сплава темнеют, но стойкость их против коррозии снижается мало.
Бериллий (0,6%) снижает толщину промежуточного -сплава на 80% и не ухудшает коррозионную стойкость покрытия. Пластичность при таком содержании бериллия существенно повышается (на 38%). На практике в ванну добавляют 2—6% Si, что позволяет получать алюминированное железо, способное деформироваться в значительно большей степени, чем покрытия из чистого алюминия. При введении 6% Si микротвердость снижается с 900 (без легирующих добавок) до 340 кгс/мм2.
Покрытие Al—Si (2—6% Si) стойко до температуры 480° С; при более высокой температуре оно постепенно приобретает темно-серый цвет, но сохраняет высокую
стойкость против окисления. В присутствии кремния обычно получают покрытия толщиной 25 мкм; из чистого алюминия получают покрытие толщиной 50 мкм.


Защитные покрытия металлов