Способ нанесения тугоплавких покрытий на углеродсодержащие материалы

Способ нанесения тугоплавких покрытий на углеродсодержащие материалы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 П И 1-®„".Ц, Ц,"Е, ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii 526678

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.03.74 (21) 2006730/01 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 12.10.76 (51) М. Кл.2С 23С 9/02

Чосударствеииый комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621,793.6:

:669.018.45 (088.8) ато делам изобретаиий и открытий (72) Авторы изобретения

Г. П. Волк, И. А. Лавриненко, В. С. Журавлев, В. Г. Чуприна и Ю. В. Найдич

Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ ПОКРЫТИЙ

НА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий диффузионным способом, в частности путем нагревания изделий в порошке.

Известен способ нанесения металлических покрытий на алмазные порошки из газовой фазы в вакууме, например путем термического разложения карбонильных соединений металлов (1).

Однако высокая стоимость и токсичность карбонильных соединений, сложность аппаратурного оформления процесса ограничивают возможность использования данного метода.

Известен способ металлизации алмазов пу- 15 тем их совместного нагрева с порошком осаждаемого металла, например хрома (2).

Указанный способ прост в осуществлении, однако высокая упругость пара тугоплавких металлов требует использования температуры 20 нагрева выше 1000 С. В этих условиях возможна графитизация алмаза и потеря прочности низкосортных синтетических алм азов типа АСО, АСП, карбонадо.

Наиболее близким техническим решением 25 является способ нанесения тугоплавких покрытий, например карбида тантала, на углеродсодержащие материалы путем совместного нагрева их с порошкообразным металлизатором, в качестве которого используют, напри- 30 мер, пятиокись тантала, в защитной атмосфере или вакууме (3).

Однако и данный процесс осуществляют при высоких температурах и в этой связи также не исключается графитизацпя алмаза при нанесении на его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантана, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве металлизатора берут порошки соответствующих металлов, предварительно выдержанные в кислородсодержащей атмосфере прп 400 — 600 С в течение 5— б0 мин, а процесс металлизацин ведут при

700 †10 С.

Данное отличие обеспечивает исключение графитизации алмаза в процессе нанесения на

его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов.

Согласно изобретению, порошок алмаза зернистостью от 50/40 и выше смешивают с тонкодисперсным порошком вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа или их сплавов зернистостью 1 — 10 мкм, предварительно выдержанным в кислородсодержащей атмосфере

521)678

Составитель А.

Рына1ов редактор Е. Шепелева

1(орректор Л. Котова

Тсхред В. Рыбакова

Заказ 2700/9 Изд. ¹ 1627 Тираж 1008 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коми1ета Совета Мги петров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушска51 наб., д. 4/5

Тппографи11, Ilp Сапупо13а, при температуре 400 — - 600"С в тсчсшlc 5

60 мин при объемном соотношении от 1: 1 до

1: 3. Для получения покрытий из сплавов в качестве металлизатора берут смесь порошков соответствующих металлов в необходимом соотношении.

Приготовленную смесь порошков покрываемого алмаза и металлизатора засыпают в огнеупорный контейнер и выдерживают при температуре 700 — 1000 С в атмосфере инертного газа, водорода или, предпочтительно, в вакууме — 10 — " мм рт. ст. в течение 30

40 мин.

После процесса порошки охлаждают и ра3деляют путем рассева.

Алмазный порошок в процессе металлизации не графитизируется, сохраняет свои прочностные характеристики, легко пропитыьается и смачивается жидкими металлами, например медью и серебром. Полученные покрьгги)) 21) прочно сцеплены с алмазом.

Способ, согласно изобретеншо, прост в осуществлении, высокопроизводителен и экономичен, обеспечивает получен))е мсталличсс,и. покрытий на дисперсных порошках, крупных 25 кристаллах и изделиях, позволяет многократно использовать окислснные порошки металлических порошков, может быть применен при изготовлении алмазного инструмента ll паяных изделий из углеродсодержащих мате-,о риалов.

Пример 1. Порошок синтетического алмаза СА М 400/315 в количестве 5 каратов смешивают с порошком молибдена крупностью

Зо

5 мкм, предварительно окисленного путе l химико-термической обработки на воздухе врп

500 С в течение 10 мин до приобретения фиолетово-черной окраски, что соответствует промежуточным окислам молибдена Мо О-„, Моз05. После тщательного перемешивания смесь порошков алмаза и окисленного молибдена, взятую в соотношении 1: 1, засьшают в алундовый тигель и помещают в вакуумную печь. Процесс металлизации ведут в вакууме

10 — мм рт. ст. при 900 С в течение 40 мнн.

После охлаждения и извлечения из печи смесь просеивают через сито с размером ячейки 40 мкм для отделения металлизнрованного алмаза от порошка молибдена. На поверхности алмаза образуется блестящее равномерное молибденовое покрытие толщиной

2500 А.

Пример 2. Порошок синтетического алмаза САМ 400/315 в количестве 5 каратов сме- 55 шнвают с порошком хрома круш)оспяо

10 мкм, предварительно окисленного при

600 С в течение 10 мин до приобретения им серой окраски, что соответствует моноокиси хрома, в соотношении 1: 1. Процесс металлизации ведут в вакууме 10 — мм рт. ст. при

850 "С в течение 30 мин. Получено равномерное хромовос покрытие толщиной 1+-0,1 мкм.

П р и м ер 3. Порошок синтетического алмаза АСП 200/160 в количестве 5 каратов смешивают в порошком титана крупностью 5 мкм, предварительно обработанного на воздухе при

500 С в течение 10 мин до приобретения им бурого цвета, что соответствует промежуточным окислам титана TIO, Т40з. Объемное соотношение алмаза и окисленного титана

1: 2. Процесс металлизации ведут в вакууме

10 —" мм рт. ст. при 750 С в течение 40 мин.

Толщина полученного покрытия титана 1+

+О 1 мкм.

П р и м ер 4. Порошок алмаза А СП 200/160 в количестве 5 каратов смешивают с порошком марганца, предварительно окисленным

"рн 400 С в течение 5 мин до приобретения им темпо-зеленой окраски, v. соотношении 1: 2.

Процесс металлизации ведут в вакууме

10-" мм р". ст. при 700 С в течение 30 мин.

1олщина ),олучепной пленки марганца составлilol 6 0,6 мкм.

Формула изобретения

Способ нанесения тугоплавких покрытий на углеродсодержащие материалы путем совместного нагрева их с порошкообразным металлнзатором в защитной атмосфере или вакууме, о "ëичающийся тем, что, с целью исключения графитизации алмаза в процессе анесения на его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов, в качестве металлизатора берут порошки соответствующих металлов, предварительно выдержанные в кислородсодержащей атмосфере при 400 — 600 С в течение 5—

60 мин, а процесс металлизации ведут при )00 †10 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Сборник «Алмазы», ¹ 1, 1969, ст. А. Б.

Генварской и др. «Металлизация алмазных порошков карбонильным методом».

2. Авт. св. СССР № 212702 от 15.11.65, /ч . кл. С 23С 9/02.

3, Авт. св. СССР № 387047 от 19.03.70, М. кл. - С 23С 9/04.