Способ получения стеклоэмалевого покрытия на металлической поверхности

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОЭМАЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ,, преимущественно на сплавах алюминия с магнием, включающий нанесение шликера эмали и обжиг при температуре, превышающей температуру оплавления эмали, о т л и ч а.ющи и с я тем, что, с целью повышения качества покрытия и проч .ности его сцепления с основой, обжиг осуществляют при 640-65О°С в течение 1-2 мин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

И5ПС 23 D 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2982476/22-02 (22 ) 12.09.80 (46 ) 07. 10. 83. Бюл. В 37 (72 ) В.Е. Евстишенкова, Э. И. Лавут, Е.Б. Хвостова и Г. B. Медведева (53 ) 666.293(088.8) (56 ) 1; Варгин B.B. и др. Эмалирование металлических изделий. М.-Л., Машгиз, 1962, с. 429, 437.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 377450, кл. С 23 0 11/00, 1969.

„„Su„„1046345 А (54 )(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛО ЭМЛЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

ПОВЕРХНОСТИ, преимущественно на сплавах алюминия с магнием, включаю. щий нанесение шликера эмали и обжиг при температуре, превышающей температуру оплавленйя эмали, о т л ич а.ю шийся тем, что, с целью повышения качества покрытия и прочности его сцепления с основой обо жиr осуществляют при 640-650 С в течение 1-2 мин.

1046 345

Изобретение относится к защите металлов покрытиями и может быть использовано в приборостроении и

° электронной технике для электрической изоляции деталей узлов и частей схем.

Сплавы алюминия с магнием относятся к группе деформируемых алюминиевых сплавов с хорошей коррозионной стойкостью и хорошими конструкционными свойствами, В последнее время сплавы AMr-5, AMr-б, АИг-7 нашли применение в конструкциях и узлах различных приборов (в качестве подложек для гибридных печатных схем, для изготовления корпусов датчиков и других деталей приборостроения и-электронной техники ). Отсюда возникла необходимость получения высококачественных тонкослойных электроизоляционных покрытий на деталях из этих сплавов. Эти алюминиевые сплавы содержат в своем составе соответственно 5,6 и 7% Mg. До настоящего времени эмалирование алюмомагниевых сплавов не проводится в промышленном масштабе из-за высокой реакционной способности их поверхности, обусловленной присутствием магния, который реагирует с расплавом эмали.

В результате этой реакции образуются газообразные продукты, которые вызывают дефекты покрытия в виде сколов и язв. Именно поэтому принятая технология эмалирования чистого алюминия и сплавов с калым содержанием легирующих элементов (содержание магния не более 1Ъ) не приемлема для алюминиевых сплавов с магнием типа АМг-б.

Известен способ, согласно которому алюминий или его сплавы обезжиривают, подвергают хроматной обработке, наносят покрытие методом окунания или пульверизацией, сушат и обжигают при 530-580 С в течение

5-1 5 мин (1 ).

Недостатком способа является плохое качество тонкослойного покрытия из боросиликатных стекол на сплавах алюминия с магнием, на поверхности сколы и пузыри.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ, включающий нанесение эмалевого шликера и обжиг при температуре, превышающей оплавление эмали на 40-50 С (2 ).

Однако при обжиге по известному способу не обеспечивается прочное сцепление стеклоэмали с металлом.

Целью изобретения является повышение качества покрытия и прочности сцепления с основой сплава.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения стеклоэмалевого покрытия на металле, преимущественно на сплавах алюминия с магнием, включающему нанесение шликера эмали и обжиг при температуре, превышающей температуру оплавления эмали обжиг осуществляо ют при 640-650 С в течение 1-2 мин. Физическая сущность формирования тонкослойного покрытия из щелочных боросиликатных стекол на алюмомагниевых сплавах заключается в том, что

10 для получения качественного эмалевого покрытия на алюминии или его литейных сплавах типа силуминов необходимо наличие окисной пленки, получаемой специальной обработкой

15 поверхности., например хромированием или введением сцепляющих окислов в шихту эмали, которые могут активно вступать во взаимодействие с окисной поверхностной пленкой. Такими окислами могут быть окислы кадмия, свинца, или олова. Целочные боросили. катные стекла, из которых формируют покрытия согласно предлагаемому способу, содержат в качестве сцепляю.

25 щего компонента окись кадмия в количестве 3,5-8 масс.Ъ (таблица 1).

Известно, что магний может образовывать непрерывные твердые растворы с окисью кадмия.

С увеличением температуры процессы взаимодействия эмалевого распла-. ва и подложки значительно интенсифицируются ° Следовательно, в случае эмалирования алюмомагниевых сплавов щелочными боросиликатными стеклами, 35 содержащими окись кадмия при повыше- . нии температуры обжига наряду с пони жением вязкости расплава, происходит связывание активного магния из поверхности сплава и окиси кадмия из

40 расплавов стекла. В результате уменьшается газообразование и об-легчается выход газов через расплав.

Экспериментально найдено, что наилучшая температура, при которой

45 все процессы взаимодействия происходят наиболее полно, - это 640650 С, т.е. на 10-30оС выше температуры плавления сплава.

Расплавы щелочных боросиликатных стекол в интервале температур 550650оС имеют значение 1> q =3,9-2,3, т.е. изменение температуры íà 100 С влечет за собой значительное изменение вязкости расплава стекла.

Например, расплав стекла Р 89 при

t=550 С имеет значение 191=3,94.

При такой вязкости расплав эмали плохо растекается по поверхности и задерживает выход газов с поверх.ности подложки, которые на активной

60 поверхности алюмомагниевых сплавов образуются в большом количестве. При . обжиге при 640-650 происходит значительное уменьшение вязкости расплава стекла 1gq=2,3. Расплав хоро65 шо растекается на поверхности подлож;

1046345

Химический состав боросиликатных стекол, масс. В

ZnO МО СвО На2 О К20

2120 Ре2ОЗ СиО»О2 СоО

В О

Si0, Za>O>

13,5 17 3,5 10 19 8,5 2,5 2,0 1,0

14 12 8,0 - 19 8 4 - - 7 1

В 202 23

9 89 24

Составитель В. Олейниченко

Редактор A. Шандор Техред Т.фанта . Корректор A. 3нмокосов

Заказ 7670/27 Тираж 956 Подписное

BHHMIlH Государственного ксиитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 ки, а газы легко проходят через расплав, не нарушая сплошности покрытия. Для получения тонкослойного покрытия из щелочного боросиликатного стекла на сплавах алюминия с магнием, например на АИг-6, при оплавлении надо нагреть покрытие до температуры минимальной вязкости расплава (640-650 С ) и оплавленйе проводить быстро в течение

1-2 мин.

Пример 1. Сплав ANr-6 химически обезжиривают в слабощелочном растворе (50 г/л йа,СО и

50 г/л ИазРО+) при t=60-79 С s течение 5-10 мин, проьывают в горячей и холодной воде.

Наносят покрытие электрофорезом из суспенэии стекла Р 169 в бутиловом спирте на положительном электроде. Сушат покрытие при 60-80 С.

Обжигают покрытие при 640-650 С в течение 1-2 мий (для металла толщиной.1-1,5 мм).

Толщнна слоя стеклоэмали 20100 мкм и более;

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но бо стеклом, Ю 202 состава, %: StOg 23

В20 15; Ю 32;(Na20 К20 И О) ВЯ 305.

II р и м е р 3. Спосоо осущест-. вляют аналогично примеру 1, но со стеклом 9 89.

В предлагаемом способе используют щелочные боросиликатные стекла, имеющие температуру растекания

510-530 С, а обжиг стеклопокрытия из них на алюмомагниевом сплаве проводят при 640-650 С, т.е. повьые- . ние температуры в настоящем случае составляет 130-120

Составы стекол, использованных для осуществления предлагаемого

10 способа, приведены в таблице.

Применение узлов иэ алюминия или АИг-6, покрытых указанньм стекломатериалом, составит 1500 .приборов в год. Средняя стоимость одно15 го прибора с применением узлов иэ

AMr-6 составит 2500 рублей. Общие затраты на изготовление приборов с применением АИг-6 в год составят

3750 руб.

Средняя стоимость одного прибора с применением узлов иэ алюминия составляет 3100 в год. Общие затраты на изготовление приборов с применением деталей иэ AMr-6—

4650 руб.

Экономический эффект при использовании деталей нэ АИг-6, покрытых эмалями из боросиликатного стекла, составит 4,5-3,75=900 руб.

Предлагаемый способ позволяет

З0.получать эяектроиэоляционнае стеклоэмалевое покрытие на поверхности сплавов алюминия с магнием.

I т