Способ силицирования изделий из металлов

Способ силицирования изделий из металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к способам силицирования металлических поверхностей. Цель изобретения - интенсификация процесса насыщения и по вьдаение коррозионной стойкости.Процесс ,ведут в магнитоожиженном вращающемся магнитным полем слое, состоящем из магнитно-мягких частиц, занимающих 5-15% рабочего объема, и песка (SiO ), занимающего 10-15% рабочего объема, причем в рабочем объеме между детальюкатодом и электродом-анодом возбуждают импульсы искровых разрядов. В систему двух коаксиальных цилиндров (деталь-катод и рабочий электрод-анод) помещают магнитно-мягкие частицы и частицы порошка SiOg. Вращающимся магнитным полем создают магнитоожиженный слой, при пропускании через который импульсов искрового разряда обеспечивается высокотемпературное воздействие плазмы искрового разряда на порошок, что, очевидно, приводит к его разложению, а последующее взаимодействие кремния с Об -Fe детали - к образованию соединения FeSi. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. а « (Л

СОЮЗ СОЕЕтСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) Ш) А1

{Ц)5 С 23 С 10/46

1 ;. К ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОсудФРственный нОмитет пО изоБРетениям и ОчиРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4256502/02 (22) 22.04.87 (46) 30,03.91. Бюл. Ф 12 (71) Институт прикладной физики

АН ИССР (72) М.К.Болога, Н.Я.Парканский, С.В.Сюткин, В.В,Тетюхин и В.П,Гончарук (53) 621.785.51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 910836, кл. С 23 С 11/00, 1982.

I (54) СПОСОБ СИЛИЦИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

МЕТАЛЛОВ (57} Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к способам силицирования металлических поверхностей. Цель изобретения — интенсификация процесса насыщения и по вышение коррозианной стойкости. Процесс ,ведут в магнитоожиженном вращающемся

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к способам силицирования поверхностей, Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения и повышение коррозионной стойкости изделий.

Процесс ведут в магнитоожиженном вращающемся магнитным полем слое, состоящим нз магнитно-мягких частиц, занимающих 4-15Х рабочего объема, и песка (Si0<), занимающего 10-15Х рабочего объема, причем в рабочем объеме между деталью-катодом и электродом-анодом возбуждают импульсы искровых разрядов. магнитным полем слое, состоящем из магнитно-мягких частиц, занимающих

5-15Х рабочего объема, и песка (SiO ), занимающего 10-15Х рабочего объема, причем в рабочем объеме между детальюкатодом и электродом-анодом возбуждают импульсы искровых разрядов. В систему двух коаксиальных цилиндров (деталь-катод и рабочий электрод-анод) помещают магнитно-мягкие частицы и частицы порошка SiO<. Вращающимся магнитным полем создают магнитоожиженный слой, при пропускании через который импульсов искрового разряда обеспечивается высокотемпературное воздействие плазмы искрового разряда на порошок, что, очевидно, приводит к его разложению, а последующее взаимодействие кремния с б(-Fe детали— к образованию соединения FeSi. I з.п. ф-лы, 1 табл.

Вращающееся магнитное поле обеспечивает создание магнитоожиженного слоя, состоящего из.магнитно-мягких частиц и частиц порошка SiO>. Создание такого магнитоожиженного слоя позволяет при пропускании через него импульсов искрового разряда реализовать довольно большие мощности и получать равномерные и качественные покрытия, так как в каждый момент вре мени в межзлектродном промежутке существуют места инициирования разрядов, усредненные во времени и пространстве движущимися частицами, Высокотемпературное воздействие плазмы искрового разряда на порошок

1638202

SiO>, очевидно, приводит к его разложению, а последующее взаимодейст вие кремния с М Fe подложки и высокие скорости охлаждения расплавлен5 ного материала — к образованию соединения FeSi и стабилизации $-Fe npu комнатной температуре.

Верхний предел концентрации маг" нитно-мягких частиц обусловлен тем, что при больших концентрациях в рабочем объеме начинают образовываться устойчивые неподвижные структуры, для разрушения которых и перевода частиц во взвешенное состояние требуются 15 значительные энергетические затраты; нижний предел обусловлен требованиями производительности. При концентрации частиц меньше 5 . не обеспечивает-. ся требуемая производительность и рав-20 номерное распределение Si0< по рабочему объему, что приводит к ухудшению качества (равномерности) покрытий.

Увеличение концентрации песка SiOe

: свыше 15% также приводит к снижению 25 производительности из-за сильного возрастания диэлектрической прочности эффективного рабочего промежутка, что снижает вероятность возникновения искрового разряда. Уменьшение концен- 30 . трации Si0 ниже 10 сказывается на фазовом составе формируемого покрытия, в котором практически отсутствуют соединения кремния, что ухудшает их эксплуатационные характеристики, Способ осуществляют следующим об35 разом.

В рабочем объеме, образованном двумя коаксиальными цилиндрами (анодом и катодом), с помощью Вращающего- 40 ся магнитного поля от индуктора создают магнитоожиженный слой, состоящий из магнитно-мягких частиц, занимающих 5-15, рабочего объема, и частиц песка 810, занимающих 10-15 ра- 45 бочего объема, на электроды подают напряжение от генератора, что приводит к возникновению в рабочем объеме импульсов искрового разряда, в результате чего на обрабатываемой поверхности,образуется слой иэ соединения типа .

Fe i /-Fe. Поверхность с таким покрытием обладает повышенной коррозионной стойкостью. Так, например, образец из Ст-45 без покрытия, погруженный в ЗО -ный раствор NaC1, уже

l через 2-3 ч интенсивно корродировал, а с покрытием, сформированным по предлагаемому способу, возникновение- коррозионного процесса не отмечалось и через трое суток. Начало интенсивного коррозионногo процесса оценивалось по появлению на испытуемой поверхности пятен измененной окраски (рыжевато-бурых), занимающих не менее 5% всей поверхности.

Заявляемый диапазон концентраций песка Si0< (10-15 рабочего объема) приводит к формированию защитного покрытия из компонентов SiO< и материала подложки. Влияние материала магнитномягких частиц на фазовый состав покрытий (рентгенофаэовый анализ) не установлено. Результаты корроэионных испытаний также идентичны при использовании различных материалов магнитно-мягких частиц.

Результаты экспериментов по обработке образцов из Ст.45 и M представлены в .таблице. Режимные параметры: частота генератора 50 Гц, энергия искровых разрядов 7-27 Дж.

Формула изобретения

1. Способ силицирования изделий иэ металлов, включающий диффузионное насыщение в составе, содержащем кремнийсодержащее вещество, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения коррозионной стойкости, насыщение проводят во вращающемся магнитном поле в магнитоожиженном слое при одновременном воздействии искрового разряда, причем процесс проводят в составе, дополнительно содержащем магнитно-мягкое вещество, в качестве кремнийсодержаще- го вещества — окись кремния при следующем содержании компоиентов, объем, e

Магнитно-мягкое вещество 5-15

Порошок окиси кремния 10-15

2. Способ по п,l, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве маг( нитно-мягкого вещества используют порошок, выбранный из группы Fe Ni

Со.

1638202

Нбтерибп обрббпб

ЛПппб р 33роибболп» Фезоэмй сос

NRN телъпость се/пп чбс

300 20-30 120

Вапее 4 сут.

FeSi ° g-уе, 4L-Вв

FeSi, f-Fe, 34-Fe

FeSi, g-Pe, g-Pe

33В 33>si

ВВ 32 ° 333 В 3 Ф у б

Fe 10

l3i 30

Волее 4 сут.

Волов 4 сут.

Ст. 45

100 . 20-30

100 20-30

125

l2

12

100 15-20, 110

Более 10 сут.

Вопее 10 сут.

Вепее 10 сут.

300 35-20

I00 35-20

12

110

Со

l 30

Составитель И.Петров

Техред М.Дидьщ Корректор С. Шекмар

Редактор А.Маковская

Заказ 903 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Рау333ская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101