Способ химико-термической обработки изделий из сплавов титана

Способ химико-термической обработки изделий из сплавов титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОП ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛАВОВ ТИТАНА, включающий оксидирование в атмосфере воздуха при ЮБО-ЮбО С с последующим охлаждением со скоростью 150-200 С/ч, отличающийс я тем, что, с целью ускорения процесса насыщения и получения диффузионных.слоев с равномерным распределением твердости по Сечению , перед оксидированием на изделие наносят медное гальваническое покрытие толщиной 0,1-0,15 мм, затем проводят отхшг в защитной атмосфере при 850-900°С в течение 1-1,5 ч и охлаждение, а последующее оксидирование проводят при атмосферном давлении.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

46342 А (19) (11) M5D С 23 С 11/00 4." 1 б Иу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3377014/22-02 (22 ) 05. 01. 82 (46 ) 07. 10. 83. Бюл. 9 37 (72 ) М. Н. Бодяко, A. A. 1. 1ипко и Б.A. Шатый (71 ) Физико-технический институт

AH Белорусской ССР (5 3 ) 621. 785. 5 39 (088. 8 ) (56) 1. Титан и его сплавы. Сборник.

Изд-во. AH СССР, 1963, вып. 40, с..108-115.

2. Авторское свидетельство СССР

9 396449, кл. С 23 С 11/14, 1971. (54 ) (57 ) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ CII31ABOB ТИТАНА, включающий оксидирование в атмосфере воздуха при 1050-1060 С с последующим охлаждением со скоростью

150-200 С/ч, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью ускорения процесса насыщения и получения диффузионных слоев с равномерным распределением твердости по Сечению, перед оксидированием на изделие наносят медное гальваническое покрытие толщиной 0,1-0,15 мм, затем проводят отжиг в защитной атмосфере при 850-900 С в течение

1-1,5 ч и охлаждение, а последующее оксидирование проводят при атмосферном давлении.

1046342 кислородом воздуха,толстых упрочненных слоев с равномерным распределением твердости по сечению, Во время нагрева на воздухе до 10501060 С медненных при отжиге в зашито ной атмосфере образцов проходит комплексное насыщение титана и его сплавов с медью и кислородом, исключаюцее образование зоны хрупких окислов титана эа счет легирования

10 диффузионного слоя медью. Меднооксидирование позволяет получить однородный по микроструктуре упрочненный слой на титановых сплавах.

При толщине гальванического покс- рытия меньше 0,1 мм толщина меднооксидирования снижается, а с увеличением толщины толще 0,15 мм происходит отслоение покрытия в процессе последующего комплексного насыщения.

В связи с бурным ростом зерна

20 при пребывании титановых сплавов в интервале температур р-области верхнюю температуру изотермической выдержки для диффузионного отжига ограничили 900 С. Уменьшение же тем25 пературы иэотермической выдержки ниже 850 С снижает эффект дополнительного диффузионного отжига.

Изотермическая выдержка 1 ч необходима для достаточно прочного дифщ фузионного сцепления медного гальванического покрытия с титаном.

Увеличение выдержки более 1,5 ч нецелесообразно по причине возможного образования пористости иэ-эа исто55 мщения диффузионного источника меди.

Исключение иэ технологии меднооксидирования разрежения воздуха улучшает технологичность предлагаемого способа, не ухудшая свойств покрытия.

40 Пример. Производят оксидирование гальванически омедненного титанового сплава ВТЗО в атмосфере воздуха после предварительного отжига в защитной атмосфере аргона

45 при 900 С. На прутки 6 мм наносят слой меди толциной 0,1 мм в гальванической ванне с цианистым электролитом. Затем омедненные прутки отжигались s печи в защитной атмосфе50: ре аргона при 900 С в течение .1 ч.

Охлаждение после термодиффузионного

° отжига производили со скоростью

150-200ОC/÷ также в защитной атмосфере. Меднооксидирование прутков, 55 прошедших термодиффузионный отжиг, производили в печи в атмосфере воздуха при 1050ОС в течение 1 ч. Давление воздуха в печи при насыщении равнялось атмосферному. Охлаждение образцов производили с .печью со скоростью 150-200 С/ч.

Для получения сравнительных данных производилось химико-термическая

Изобретение относится к металлургии, а именно к комплексной химико-термической обработке изде.лий из титановых сплавов, и может быть использовано при упрочнении деталей из этих сплавов, работающих в условиях износа.

Известен способ оксидирования в печи в атмосфере воздуха с нормальным давлением при 800-1200 С в течение 0,5-16 ч (1g.

Однако данный. способ не позволяет получить достаточно толстые диффузионные слои с равномерным распределением твердости по их сечению без скалывания зоны хрупких оки лов титана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ химико-термической обработки иэделий из сплавов титана, который заключается в насыщении образцов в атмосфере разреженного воздуха при остаточном давлений 1 10 мм рт.ст. в интервале температур 1050-1060 С с последующим охлаждением со скоростью 150200ОС/ч. Толщина оксидированных слоев после такой обработки составляет 70 мкм, твердость 1000

1200 кг/мм (2).

Недостатком известного способа является то, что процесс насыщения имеет .довольно низкую интенсивность, а показатели твердости сильно снижаются уже при малейшем удалении от поверхности.

Кроме того, разрежение порядка

1-10 мм рт.ст. создает ряд технологических трудностей для осуцествле ния известного способа в производственных условиях. целью изобретения является ускорение процесса насыщения и получение диффузионных слоев с равномер- ным распределением твердости по сечению.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу химикотермической обработки иэделий из сплавов титана, включающему оксидирование в атмосфере воздуха при

1050-1060 С с последующим охлаждением со скоростью 150-200 С/ч, перед о ьксидированием на изделие наносят медное гальваническое покрытие толщиной 0,1-0,15 мм, затем проводят диффузионный отжиг в защитной атмосфере при 850-900 С в течение 1,01,5 ч и охлаждение, а последующее оксидирование проводят при атмосферном давлении.

За 1-1,5 ч дополнительного диффузионного отжига гальванических омедненных образцов при 900 С формируется медненный слой толщиной 125150 мкм. Такая структура необходима для получения после насыщения обработка по известному способу, а также меднение образцов с гальвани1046342

Толщина слоя, Микротвердость. мкм 1002, кг/мм

Скал слоя

Способ обработки

Известный

1200-700

100

Есть

Меднение из гальванического покрытия толщиной 0,1 мм

1100-600

860-650

275

Есть

1000-1500

Нет

Предлагаемый

1 Составитель Л. Бурлинова

Редактор A. Шандор Техред И,Иетелева Корректор О. Тигор

Заказ 7670/27 Тираж 956(Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ческим покрытием толщиной 0,1 мм в о защитной атмосфере аргона при 1050 С в течение 1 ч.

Проводилось изменение толщины и микротвердости диффузионных слоев.

Данные сведены в таблицу.

В таблице приведены данные химико-термической обработки изделий известным и предлагаемым способами.

В предлагаемом способе равномерность распределения микротвердости по сеченйю (иначе говоря, интенсивность ее снижения ) упрочненного слоя определялась расстоянием от поверхности до слоя, с мнкротвердостью не менее, 500 кг/мм, что соответствует величине эффективного упрочнения поверхности образца. Так при обработке по известному способу микротвердость составляет у поверхности 1100 кг/мм, с удалением от нее резко падает, толщина упрочненного слоя с микротвердостью, превышающей 500 кг/мм неэначнтельна. При обработке по предлагае5 мому способу, значения микротвердости у поверхности составляют

900 кг/мм2, а ее снижение с удалением от поверхности происходит более плавно и толщина диффузионного слоя

10 с эффективной твердостью оказывается намного большей, чем при обработке по известному способу.

Использование предлагаемого спо.соба химико-термической обработки сплавов титана обеспечивает по сравнению с существующими способами получение значительно более толстых диффузионных слоев с более равномерным распределением твердости по слою и повышенной его прочностью.