Способ поверхностного упрочнения деталей из сплавов на основе титана

Способ поверхностного упрочнения деталей из сплавов на основе титана

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей, к состоянию поверхностного слоя которых предъявляются повышенные требования в отношении твердости, износостойкости и стойкости против воздействия агрессивных сред при рабочих температурах.

Известны способы химико-термической обработки поверхностного слоя титановых деталей путем альфирования, заключающегося в насыщении поверхности деталей кислородом воздуха с образованием на их поверхности твердого износостойкого диффузионного слоя, представляющего собой твердый раствор кислорода в α-титане [1].

Недостатком этого процесса является то, что перед альфированием перед проведением процесса необходима обработка поверхности по классу не ниже 7, для уменьшения коробления применяются специальные приспособления требуемых размеров.

Известен способ газового азотирования, заключающегося в насыщении поверхности детали азотом и образовании твердого износостойкого слоя, состоящего из тонкой нитридной зоны и основной зоны твердого раствора азота в титане [2].

Недостатком этого процесса является длительность и энергоемкость процесса, использование вакуумного оборудования, низкая производительность и нестабильность получаемых результатов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатом аналогом является способ газового азотирования.

Техническим результатом данного изобретения является расширение возможностей упрочнения поверхностного слоя деталей из титановых сплавов при достижении достаточного уровня механических свойств, значительное сокращение продолжительности процесса, упрощение этапа предварительной подготовки поверхности обрабатываемой детали, снижение температуры проведения процесса, что положительно влияет на стабильность размеров зерна, уровень износостойкости и сохранение геометрических параметров.

По предлагаемому способу процесс проводится в тигельных и электродных ваннах с расплавом солей в жидкостной среде, являющейся поставщиком активных элементов следующего состава (в процентах по массе):

NaCN	10
NaCl	40
BaCl2	50

Детали вместе с контрольными образцами в простых приспособлениях или на внешней подвеске загружаются в ванну, разогретую до рабочей температуры 800°С, и выдерживаются в ней в течение времени, необходимого для получения заданной величины глубины упрочненного слоя.

После проведения процесса насыщения поверхности азотом и углеродом, детали промываются в кипящем 10% содовом растворе, обдуваются сухим сжатым воздухом и подвергаются термической обработке по режимам, соответствующим требованиям марки материала.

Источник информации

1. Жаропрочные титановые сплавы. Под ред. чл.-корр. АН СССР А.Т.Туманова. - М.: Металлургия, 1976 г., стр.377-380 - аналог.

2. Жаропрочные титановые сплавы. Под ред. чл.-корр. АН СССР А.Т.Туманова. - М.: Металлургия, 1976 г., стр.380-382 - прототип.

Способ химико-термической обработки деталей из титановых сплавов, включающий насыщение поверхности деталей азотом и углеродом, отличающийся тем, что насыщение проводят в тигельной или электродной ванне с расплавом солей, разогретым до температуры 800°С, при этом используют расплав солей следующего состава, мас.%: NaCN 10, NaCl 40, DaCl₂ 50.