Способ покрытия цинком заготовок из титана и его сплавов

Способ покрытия цинком заготовок из титана и его сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов, в частности к способам нанесения диффу-зионного подсмазочного технологического цинкового покрытия, а может найти применение при подготовке п^оверхности заготовок перед йроцессом холодной обработки металлов давлением,, например штамповки, глубокой вытяжки и др. Целью изобретения является получение равнотолщиниого до 30 мкм цинкового покрытия на титановых заготовках. Способ покрытия цинком заготовок из титана и его сплавов включает двухстадийную обработку при 400- 430^0 в расплаве на основе кпористых солей сначала в течение 5-10 мин в расплаве, содержащем, мас.%: хлористьй цинк 85-93i хлористый натрий или калий или их смеси 15-7, а затем в течение 5-7 мин в расплаве, содержащем, мас.%: хлористый цинк 50-70; хлористый калий 20-30; хлористый натрий 10-30.^ Проведение обработки в две стадии при использовании расплавов указанного состава обес.печивает возможность получения качественных равнотолцинных покрытий толщиной до 30 мкм. 2 табл.S00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СФФ

РЕСПЯЬЛИК

А1

69) SU(IIi щ) g С 23 С 10!24 2!30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4760113/02 (22) 22.08.89 (46) 30.01.92. Бюл. Р 4 (71) Институт электрохимии Уральского отделения АН СССР и Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) В.В.Каржавин, Т.И.Манухина, Е.А.кэролов, С.Н.Варжаинов и Н.Д.Шаманова (53) 621.793.4:669.5 (088.8) (56) Тейндл Й. Новые методы нанесения металлических покрытий. М.: Металлургия, 1963, с. 10-11.

Авторское свидетельство СССР

В 1101471, кл. С 23 С 2!30, 1982.

Озеряная И.Н. и др. Получение металлических покрытий из расплавленных .солей. — Сб. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Минск, 1977, с. 52-53. (54) СПОСОБ ПОКРЫТИЯ ЦИНКОМ ЗАГОТОВОК

ИЗ THTAHA И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке металлов, в частности к способам нанесения диффуИзобретение относится к химикотермической обработке металлов, в частности-к.способам нанесения диффузионного подсмазочного технологического цинкового покрытия, и может найти применение при подготовке поверхности заготовок перед процессами холодной обработки металлов давлением, например штамповки, глубокой вытяжки и др.

2 ! зионного подсмазочного технологического цинкового покрытия, и может найти применение при подготовке поверх-. ности заготовок перед процессом холодной обработки металлов давлением например штамповки, глубокой вытяжки и др. Целью изобретения является получение равнотолщинного до 30 мкм цинкового покрытия на титановых.заготовках. Способ покрытия цинком заготовок из титана и eI о сплавов включает .двухстадийную обработку при 400430 С в расплаве на основе хлористых о солей сначала в течение 5-10 мин в расплаве, содержащем, мас.Х: хлористый цинк 85-93, хлористый натрий или Я калий или их смеси .15-7, а затем в течение 5-7 мин в расплаве, содержащем, мас.X: хлористый цинк 50-70; хлористый калий 20-30 хлористый натрий 10-30., Проведение обработки в две стадии при использовании расплавов указанного состава обеспечивает возможность получения качественных равнотолщинных покрытий толщиной до

30 мкм. 2 табл.

Цель изобретения — получение равнотолцинного до 30 мкм цинкового покрытия на титановых заготовках.

Согласно изобретению заготовки из, титана и его сплавов предварительно выцерживают в расплаве хлористых солей, содержащем, мас.Ж: хлористый .цинк 85-93, хлористый натрий или хлористый калий или их смесь 7-15; в течение 5-10 мин при 400-430 С, после

1 708914 чего выдерживают при той же температуре в течение 5-7 мин в: расплаве, содержащем, мас. : хлористьп цинк 5070, хлористый калий 20-30; хлористый натрий 10-30.

Предварительная обработка титановых заготовок в расплавлейной солевой среде хпоридов металлов указанного вьппе состава позволяет получить на их 10 поверхности при последующем цинковании качественное покрытие, сцепленное с основой на уровне металлической связи.. Цинковое цокрытие имеет постояннуь по поверхности заготовки . толщину, что повьппает качество штампуемого металла за счет равномерного распределения напряжений по сечению .заготовки при штамповке.

Соотношение. компонентов в ванне предварительного нагрева выбрано таким образом, чтобы в данном расплаве подтравливалась оксидная пленка на титане и его сплавах, мешанзцая в дальнейшем процессу цинкования, но коррозия самого металла были минимальной. В хлоридном расплаве, содержащем свыше 85Х хлористого цинка, цинкование тйтана не происходит. Ос=тальные компоненты расплава (хлорис- тый калий.и хлористый натрий} как равноценные, уменьшающие гигроскопич-. ность хлористого цинка, выбраны с той целью, что они входят в состав ванны цинкования титана,: и последую". щее погружение деталей из ванны пред- 35 варительного нагрева в ванну цийкования не приводит к загрязнению последней другими компонентами.

Нижний предел температуры ванны предварительного подогрева и цинкова- 40 ния обусловлен увеличением вязкости расплавов а вследствие с этим повышенным уиосом соли с поверхностью заготовок, а также малой интенсивностью реакции контактного обмена в солевом 45 расплаве и низким активированием по-. верхности сплавов титана при предварительной обработке.

Верхний предел температуры ванны предварительной обработки ограничен коррозионнцми пбтерями титана, а ванны цинкованйя - выделением на поверхности сплавов твердого цинка, что позволяет избежать наплывов на поверхности титановых заготовок. 55

I

Примеры обработки заготовок из сплавов титана в расплавленных солях, толщина HaHocHMoro цинкового покрытия, а также влияние составов ванны травления и цинкования и температуры на качество поверхности заготовок приведены в табл. 1 и 2. Время выдержки заготовок в расплаве травления

7-10 мин, в расплаве для цинкования -;, 5 мин .

Предлагаемый способ химико-термической обработки изделий из титановых сплавов, включающий изотермическую выдержку в солевых расплавах и последующую глубокую вытяжку, прошел испытания., Гравление и цинкование заготовок осуществляли в лабораторных условиях. Деформирование заготовок и анализ их качества произведен в условиях цеха. Глубокая вытяжка осуществлена на гидроударном прессе модели

ПП11И.

Предварительное травление титановых заготовок в расплавленных солях влияет на качество цинкового покры-. тия и качество поверхности полученных изделий. Цинковое покрытие на сплавах титана хорошо адсорбирует смазочные вещества, предотвращает налипание, снижает силы трения и напряжение

1птамповки. В результате этого можно

1 увеличить разовые деформации. Высокоскоростная глубокая вытяжка деталей из сплавов титана с применением цинкового покрытия позволяет увеличить глубину штамповки на 20-30 .

После штамповки остатки смазки и металлического покрытия. снимают травлением в разбавленной НС1.

Использование предлагаемого способа обеспечивает улучшение качества наносимого цинкового покрытия, а соответственно и качество полученных в результате штамповки изделий.

Формула изобретения

Способ покрытия цинком заготовок из титана и его сплавов, включакщий обработку в расплаве на основе хлористых солей при 400- 30 С, о т л ич а ю ц и и с я тем,-что, с целью получения равнотолщинного до 30 мкм покрытия, процесс обработки ведут в две стадии: сначала в течение 5-:

10 мин в расплаве хлорнстых солей, содержащем, мас. : хлористый цинк 8593, хлористьп натрий или калий или их смеси 15-7, .а затем в течение 57 мин в расплаве, содержащем, мас.Ж: хлористый цинк 50-70", хлористый калий 20-30; хлористый натрий 10-30.

1708914

Та блица 1

Состав .

Состав ванны травления, мас.X Состав ванны цинкования,мас.X

ZnCl КС1 NaCl

ЕпС1 КС1 NaC1

60

20 20

15

60

50

88

70

65

55

30 22

48

Таблица 2

Толщина Характеристика покрытия, покрытия* мкм о

Т-ра, С

Сплав титана

Состав Состав

1 2

ВТ1 400

380 10

«40 20

440

35 25

ВТ20 410

390 15

440

430 27

БТ1

390

4.50 . 45

ОТ4

400

390 40

450

ВТ20 400

-15

390 10

440 40

410 20

ВТ1

390 ванны ванны травле-. цинкония вания

440

ОТ4 390

420

25 25

20 10

25 10

25 20

10 18

8, 1708914

Продолжение табл. 2.

2 3 4

- 440

ОТ4 430

А 40 ЕЕЕ

24 I

390

1 II

440

40 III

ВТ20

"25 15

390 ю40

440

ВТ1 420

390

ХЕ

440 35

ХЕХ

ОТ4 410 1 0

390

440

40 III

ВТ20 430

Х

390

" 5 II.43 ХЕХ

440

ВТ1 410

ОТ4 400

ВТ20 . 430

25 .

30 л 15 30

«10

ВТ1 400

ОТ4 420

ВТ20 410 18

ВТ1 450 45 Потеки жидкого

ОТ4 440 . 40

ВТ20 450

° в

Корректор Л.Пилипенко т

Ъ

Заказ 406 Тираж Подписное

ВНИИПИ Го .ударствеиного комитета по изобре1 ениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

ВТ1 420

ОТ4 410

ВТ20 420

Х - равнотолщинное, ЕХ есть непокрытые участки, III « «потеки жидкого цинка

Составитель Р.Ухлинова

Редактор B.Киштулинец Техред А.Кравчук 1

Неровное:по" крытие, перетрав в ванне травления

Неровное покрытие,частичное выделение в ванне травления

Неполное покрытие поверхности