Алюминирование погружением в расплав

Разработана экологически чистая, высокопроизводительная технология нанесения алюминиевого покрытия (алюминирование) на стальные конструкции и изделия с подготовленной поверхностью в алюминиевый расплав, легированный цинком, кремнием, марганцем и другими элементами.

Подготовка поверхности стали может осуществляться с помощью струйно-абразивной или гидроабразивной очистки, при алюминировании длинномерных изделий может быть применена химико-термическая подготовка поверхности, заключающаяся в изотермической выдержке изделия в защитно-восстановительной атмосфере.

Формирование алюминиевого покрытия осуществляется при контактном взаимодействии жидкой фазы — алюминия или его сплава с твердой фазой — поверхностью стали. При этом на границе раздела двух фаз происходят процессы смачивания, взаимной диффузии и кристаллизации в системе алюминий — железо с участием легирующих элементов. Получаемые покрытия имеют сложное строение: слой, примыкающий к стали, состоит из интерметаллических соединений алюминия, легирующих элементов в нем и железа, а поверхностный слой, определяющий долговечность покрытия, — из алюминиевого сплава, содержащего легирующие элементы и железо.

Стальные конструкции и изделия с защитным алюминиевым покрытием сочетают в себе прочность стали и высокую коррозионную стойкость алюминия. Алюминиевые покрытия, нанесенные погружением в расплав, по коррозионной стойкости превосходят аналогичные цинковые в 2-3 раза — в промышленной атмосфере, в 3—5 раз — в условиях добычи нефти и газа, в 9—11 раз — в морской атмосфере и при воздействии морской воды, в 4—7 раз — в условиях сельскохозяйственного производства.

Элементы стальных конструкций с алюминиевым покрытием можно соединять между собой как сваркой (сварной шов защищают напылением алюминия или цинка), так и с помощью болтов с термодиффузионным покрытием на основе цинка.

Стальной прокат и трубы с защитным алюминиевым покрытием могут быть использованы в строительных конструкциях и сооружениях, эксплуатируемых в условиях повышенной агрессивности (металлургия, химическая промышленность, морские сооружения и т.п.). Стальные трубы с алюминиевым покрытием могут использоваться при нефтедобыче, для транспортировки нефти и газа, в нефтеперерабатывающей, химической промышленности и металлургии, для производства трубчатых теплообменников, холодильников и конденсаторов, в судостроении, для трубопроводов систем охлаждения двигателей, в пищевой промышленности для трубопроводов жидких пищевых продуктов и полуфабрикатов.

Химия процессов

При горячем алюминировании на поверхности стали формируется диффузионный слой состоящий в основном из интерметаллических соединений FeAl₃ ; Fe₂Al₅ , после извлечения стального изделия из расплава в процессе охлаждения формируется поверхностный слой покрытия, состоящий из алюминия, легирующих элементов и твердого раствора железа в алюминии. При невысоких скоростях охлаждения изделия после нанесения покрытия может формироваться диффузионный слой достаточно большой толщины, а включения интерметаллидов могут образовываться в поверхностном слое покрытия, что снижает его эксплуатационные свойства. Алюминиевые покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью в большинстве агрессивных сред за исключением щелочных. Особенно это заметно в промышленной и морской атмосферах.

Различают два типа алюминиевых покрытий, наносимых на стальные изделия погружением в расплав, в том числе и на непрерывных линиях.

Тип 1. Алюминиевый расплав содержит до 10% кремния, вводимого для уменьшения толщины диффузионного слоя. Это обеспечивает хорошую деформируемость основы без отслоения покрытия. Алюминиевое покрытие, содержащее кремний хорошо сопротивляется воздействию высоких температур (до 900ºС) и агрессивных сред.

Тип 2. Алюминиевый расплав содержит небольшие добавки марганца для уменьшения вредного влияния железа в покрытии. Такие покрытия имеют достаточно развитый диффузионный слой, что ограничивает возможность деформации основы. Этот тип покрытия в основном наносят на изделия и полуфабрикат, используемые в исходном состоянии либо после незначительной деформации.

• Сушка и охлаждение в процессе горячего цинкования
• Производство оцинкованного швеллера
• Разновидности и процесс цинкования металла
• Экономика расцинковки, расход и потребление, состав ванны
• Причины повышения реактивности сталей в зоне Санделина