Алитирование металла

Алитирование металла: нанесение алюминиевых покрытий

алитирование металла практически всегда предполагает высокотемпературную обработку

Под алитированием металла (другое название технологии - алюминирование) понимают процедуру диффузионной металлизации, которая применяется для покрытия деталей защитным слоем алюминия. В результате этого процесса на поверхности возникает оксидная пленка. Она служит естественным барьером против коррозии, а кроме того, может повысить устойчивость изделий к экстремальным температурам.

Ограничений по использованию этой технологии мало: она доступна для большинства материалов. Но наиболее популярна для чугуна и стальных сплавов, поэтому в теории металлообработки так часто говорят об алитировании стали. В отличие от других способов работы с поверхностями металла методика требует особых условий, и обратиться к ней в бытовых условиях практически невозможно.

Способов алюминирования достаточно много. Их объединяет то, что это высокотемпературная обработка: она должна проводиться при температурном диапазоне от +700 до +1100 градусов по Цельсию. Из всех доступных процессов самым популярным и эффективным остается погружение.

Другие технологии защиты поверхности предполагают калоризацию (нанесение на металл порошкообразного состава порошковой смеси), напыление, металлизацию и обработку в вакуумной среде. Каждая имеет и преимущества, и недостатки, а получаемый слой может отличаться по характеристикам в зависимости от того, как решили алитировать металл. Рассмотрим каждую технологию подробнее.

Нанесение порошкообразных смесей

Во многом схоже с цементацией металла. Требует соответствующего технического оснащения: металлической емкости. В ней находится вещество, содержащее будущее покрытие, - карбюризатор. Над карбюризатором помещают заготовку для обработки.

Чтобы покрытие закрепилось на заготовке, температурный максимум может составлять до 1050°C. Процесс достаточно длителен и потому не очень удобен: типичный цикл калоризации продолжается от восьми до 12 часов, а диффузия при этом достигает не более 0,5 мм.

В качестве смеси для покрытия используют преимущественно порошки на основе алюминия, включающие различные каталитические добавки. Этот метод подходит для алитирования металла любой формы, причем многократного, хотя технология и считается самой дорогостоящей.

Напыление

листовая сталь, прошедшая алитирование металла и свернутая в рулон

В отличие от предыдущей технологии очень оперативный способ. Да еще и низкотемпературный, так как нагрев рабочей среды на превышает +750 градусов. Суть процесса в том, что тонкий слой алюминия наносится путем распыления на предварительно очищенную поверхность. А его расплавление производится с помощью специальных металлизаторов струей сжатого воздуха под давлением в две-четыре атмосферы.

За один час алюминий может проникнуть в изделие на глубину до 0,3 мм. Это намного быстрее, чем при нанесении порошкообразных покрытий в камере, однако преимущество приносит и недостатки. Прочность сцепления покрытия невелика: она составляет максимум 2 кг/кв.мм. Причем оставляет желать лучшего не только сцепление между металлом и покрытием, но и между отдельными слоями и частицами алюминия. Как результат - получившийся после алитирования стали слой отличается высокой пористостью.

Чтобы повысить прочность сцепки между покрытием и основным металлом, после процедуры проводят отжиг при температуре от 950 до 1080°C. Однако и он приносит проблемы: покрытие может стать еще более пористым и неравномерным.

Металлизация

Металлизация стали алюминием с последующим диффузионным отжигом значительно экономичнее, чем порошковые методики. В результате на металле образуется слой, представляющий собой твердую смесь алюминия и железа с концентрацией алюминия от 30 до 40 процентов. Этот метод используется для изделий, подвергающихся активной эксплуатации, в том числе связанной с воздействием агрессивных веществ и с высоким трением:

• труб,
• литейных инструментов
• деталей газогенераторных машин и т.п.

Металлизация и последующий нагрев до 950°C занимают от двух до четырех часов, что очень важно, если требуется алитировать металл быстро. Единственный недостаток процесса - небольшая глубина проникновения: лишь до 0,4 мм. С точки зрения затрат металлизация на 20-25% дороже, чем напыление, однако защитный слой, получаемый при этом, имеет превосходное качество и устойчив к любым механическим повреждениям, что делает процесс выгодным.

Алитирование в вакууме

При вакуумной технологии ключевую роль играют испарение алюминия и осаждение его частиц на заготовку. Это позволяет получить тончайший слой металла по сравнению с другими методами, причем отличного качества, и максимально стойкий перед внешними воздействиями. Но добиться его можно при самой экстремальной температуре обработки - до +1400 °C, и только в особых печах, способных обеспечить безвоздушную среду.

Минусы такого алитирования металла - в его длительности и в необходимости тщательно очищать поверхность. Даже малейшие следы ржавчины или грязи могут снизить адгезию алюминия.

Алитирование металла погружением

Как видим, наравне с достоинствами каждая из перечисленных технологий имеет и серьезные минусы. А вот у самого распространенного и очевидного способа - погружения деталей в расплавленный алюминий - их практически нет. Он не только отвечает современным требованиям к качеству защитного покрытия, но и занимает минимум времени: на полный цикл уходит всего четверть часа. Жидкий и нагретый алюминий демонстрирует прекрасные проникающие свойства, образуя слой толщиной до 0,1 мм.

Дополнительное преимущество процесса - низкая рабочая температура: от +600 до +800 °C. И то, и другое делает эту методику алитирования стали предпочтительной для многих заказчиков.

Алитируем металл быстро и качественно

алитирование металла может использоваться для декорирования изделий

Вам необходимо алитировать металл, но пока непонятно, на какой технологии остановиться? А может быть, исполнитель еще не найден? На нашем сайте вы не только выберете достойное предприятие, но и получите подробную консультацию его технологов. На способ обработки могут повлиять:

• материал заготовки;
• ее размер;
• срочность выполнения заказа;
• количество деталей, которые нужно покрыть алюминием;
• цена вопроса.

Мы подберем для вас именно то соотношение цены и результата, которое вы хотите получить. И, конечно, без ущерба качеству. Обращайтесь!