Осаждение алюминия на сталь

При осаждении алюминия на сталь (например, 08кп), нагретую до 200° С, в некоторых случаях адгезия оказывалась недостаточно хорошей (покрытие растрескивалось и отслаивалось после нескольких изгибов). В работе показано, что алюминиевое покрытие, нанесенное при 200° С, будет иметь всегда хорошую адгезию, если сталь предварительно обработать тлеющим разрядом при напряжении 2 кВ, давлении 10 Па в течение 10 с, а при напряжении 3,5 кВ достаточна двухсекундная обработка. Патент имеет почти аналогичное содержание. Для улучшения адгезии покрытий (в том числе алюминиевых) к стали в описании к патенту рекомендуется проводить последующий отжиг (например, в атмосфере сухого водорода). Температура отжига для алюминиевого покрытия составляет 450° С, продолжительность отжига 8 ч. Отжиг сопровождается процессом рекристаллизации и способствует увеличению адгезии покрытия за счет образования диффузионного слоя. Однако пользоваться диффузионным отжигом алюминированной в вакууме стали следует с большой осторожностью, так как при образовании между покрытием и основой интерметаллического соединения Fe2Al5, как показано авторами работ, адгезия ухудшается.

При рассмотрении вопроса, связанного с адгезией любого покрытия, всегда важно знать влияние окисной пленки, присутствующей на защищаемой поверхности. Защита есть даже на материале, из которого производятся ножницы гильотинные. В описании к патенту рекомендуется предпринимать специальные меры для полного восстановления окисной пленки на стали непосредственно перед алюминированием. Автор считает это обязательным условием получения хорошей адгезии покрытия, хотя никаких доказательств этого не приводит. В работе описано влияние окисных пленок на адгезию алюминиевых покрытий к стали. На стальной полосе наращивали пленки окисла различной толщины путем нагрева в течение различного времени на воздухе. Затем на сталь наносили алюминиевое покрытие. Оказалось, что если толщина окисла на стали меньше 25—30 нм, то покрытие отслаивалось после восьмидесяти перегибов на 90°. При толщине окисла более 30 нм отслаивание алюминиевого покрытия наблюдалось после одного-двух перегибов. В работе показано, что при толщинах, меньших 25—30 нм, окисел на стали состоит из магнетита Fe304, и хорошая адгезия алюминиевого покрытия обеспечивается диффузией алюминия в окисел. При толщине окисла более 30 нм начинает образовываться гематит Fe203, диффузия алюминия в который, по мнению авторов, затруднена.