Способ диффузионного цинкования

Способ диффузионного цинкования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ , включающий загрузку в контейнер насыщающей смеси и изделий, нагрев и вьздержку при 450-600с в водородной среде, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации и упрощения технологий, водородную среду создают путем предварительной загрузки в контейнер 3-19% гидрида титана от массы насыщающей смеси.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) С 23 С 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3580280/22-02 (22) 15.04.83 (46) 23.12.84. Бюл. Р 47 (72) E.Н. Шавловский, Б.Ф. Солдатов, А.П. Эпик, M.Е. Белицкий и Н.И.Капорик (71) Всесоюзный научно-исследовательский экспериментально-конструкторский институт электробытовых машин и приборов (53) 621.793.6(088.8) (56) 1. Проскурин Е.В. и др. Диффузионные цинковые покрытия. M., "Металлургия", 1972, с. 240-243., 2. То же, с. 45-48. (54) (57) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ, включающий загрузку в контейнер насьпцающей смеси и изделий нао грев и выдержку при 450-600 С в водородной среде, о тли чающийс я тем, что, с целью интенсификации и упрощения технологии, водородную среду создают путем предварительной загрузки в контейнер 3-19Х гидрида титана от массы насьпцающей смеси.

1130620 де Р3.

Таблица

Металлический цинк

Окись алюминия

2 TO KG

11

Изобретение относится к химикотермической обработке стальных изделий, в частности к диффузионному цинкованию, и может быть использовано в машиностроении для обработки деталей, работающих в агрессивных средах.

Известен способ диффузионного цин. кования, включающий загрузку изделий 10 в контейнер с порошковой насьпцающей смесью, герметизацию контейнера плавким затвором, загрузку контейнера в печь, нагретую до 350-400 С, вы0 держку в течение 1-2 ч и охлаждение. 15

В качестве порошковой: насьпцающей смеси используют смесь металлического. цинка (5-90 мас.%) и окиси алюминия (10-95 мас.%), или смесь, содержащую 40-50 мас.% металлического цинка, 20

40-50 мас.% окиси цинка, не более

0,5 мас.X примесей других металлов и остальное — окись алюминия (11 .

Недостатком этого способа явля- 2S ется сложность и трудоемкость, так как процесс цинкования осуществляется в герметичных объемах с применением герметизирующего затвора для предотвращения от окисления насьпцающего элемента (цинка) в его окись (окись цинка) . Кроме того, процесс насыщения при температурах ниже точки плавления цинка увеличивает время

l процесса насьпцения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ диффузионного цинкования стальных изделий путем их погружения в контейнер с 40 порошковой насьпцающей смесью и выдержки в нем при температурах насьпцения

450-600 С в восстановительной сре

При- Состав насьпцающей смеси, мер мас.X

Известный способ малопроизводите-) лен.Восстановителэное воздействие на1 поверхность покрываемого металла и наносимого материала оказывает водородная атмосфера. Перед использованием водород сушат, а затем тщательно очищают, пропуская через слой о медных опилок, нагретых до 600 С.После этого водород снова сушат при помощи концентрированной серной кислоты, а последние следы влаги удаляют Р О .

Недостатком цинкования в токе водорода является его сложность и необходимость применения специальной установки.

Цель изобретения — интенсификация и упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диффузионного цинкования, включающему загрузку в контейнер насьпцающей смеси и изделий, о нагрев и выдержку при 450-600 С в во; дородной среде, последнюю создают путем предварительной загрузки в контейнер 3-19% гидрида титана от массы насыщающей смеси.

Пример ы 1-6. Для осуществления способа диффузионного цинкования на дно контейнера из стали типа

Х18Н10Т помещают навеску гидрида титана из расчета 3-19Х от массы насыщающей смеси. Затем берут насьпцающую смесь, состоящую из порошков металлического цинка (5 мас.%) и окиси алюминия (95 мас.X) и насыпают сверху слой гидрида титана толщиной не менее 15 мм. После этого в контейнер помещают образец из ст. 3 и засыпают его указанной насьпцающей смесью с образованием над образцом слоя толщиной не менее 25-30 мм. Количество гидрида титана, используемого в примерах, в процентах к весу насьпцающей смеси приведено в табл. 1.

Количество гидрида титана, в % от массы насьпцающей смеси

1130620

Продолжение табл.1

Пример

4

10

11

Известный

Окись алюминия

Подготовленный таким образом кон" тейнер помещают в любую известную электропечь, например СНОЛ или СНЗ, gp нагретую до 450-600 С,и выдерживают в ней 1,0 ч.

После этого контейнер вынимают из печи и охлаждают на воздухе. 25

При нагреве контейнера со смесью и образцом свыше 420 С гидрид титана о .постепенно разлагается с выделением газообразного водорода Н . Выделившийся водород вытесняет из контейнера jp воздух и тем самым: создает восста" новительную среду и препятствует окислению цинка и обрабатываемой поТаблица 2

I При,мер

Толщина покрытия, мкм Примечание

400

500

Покрытия не образуется

400

Покрытие равномер" » ное

500

600 90

400

20-25

450

Состав насыщающей смеси, мас.й

6 Металлический цинк

Температура,) Продолжительо

С ность, ч

Количество гидрида титана, в Х от массы насыщающей смеси

Ю, верхности. Одновременно с этим гидЪ

:рид титана воздействует на сам про;цесс диффузионного цинкования, Он способствует более быстрому протеканию диффузионных процессов,.что.непо" средственно оказывает влияние на тоЛщину и качество диффузионного цинко- вого покрытия.

В табл. 2 приведены сравнительные данные металлографического анализа, проведенного на микроскопе ИМР-4, о толщине и качестве цинковых покрытий, полученных в зависимости от температуры насыщения и количества гидрида титана по преддагаемому и известному способам.

Покрытия не образуется

Покрьгтие неравномерное по толщине, есть участки окисленной поверхности

То же

Покрытие не образуется

Покрытие неравномерное

1130620

Продолжение табл. 2!

Пример

Толщина покрытия мкм

Пр одолжит ел ьность ч тура, Приечание

60-65

Покрытие равномерное

500,3

600

110

То же

Покрытия не образуется

400

Покрытие равномерное

Слой. хрупкий, есть сколы слоя.

500

Покрытие не образуется

400

Покрытие равномерное

450

150-160

40-45

То же

500

Покрытие неравномерное

6 Из- 400 вестный

Покрытие равномерное

1 10

480

Составитель P. Клыкова

Техред А.Кикемеэей Корректор О. Луговая, Редактор Н. Яцола

Заказ 9585/23 Тираж 899 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ табл. 2 видно, что процесс диффузионного цинкования при отсутствии гидрида титана идет слабо или 3S не идет вообще. Диффузионная смесь и насьпцаемая поверхность окисляется и смесь не может быть использована для повторного насьпцения.ввиду окисления цинка в окись цинка. 40

Использование гидрида титана для диффузионного цинкования в количествах менее трех и более 19Х от массы насьпцающей смеси нецелесообразно, так как при меньших его количествах не 4S обеспечивается получение сплошных и равномерных покрытий, а при больших

его количествах не обеспечивается сохранение свойств покрытия из-за

его хрупкости и сколов с изделия, что делает невозможным использова ние покрытий в качестве защитных.

Оптимальное количество гидрида титана составляет 10Х от массы насыщающей смеси.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого способа получен в результате повышения производительности и упрощения технологии. Кроме того, использование предлагаемого способа не требует специального оборудования.