Способ получения карбидных покрытий
Патент 530927
Авторы
Классы МПК
Способ получения карбидных покрытий
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (и)530927 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.12.74 (21) 2085590г01 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.10.76. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 28.12.76 (51) М. Кл.т
С23 Cll/10
Государственный комитет
Совета Министров CCCP по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 785 51.062.5 (088.8) А. А. Бабад-Захряпин, М. И. Лагуткин и Л. Р, К)шина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДНЫХ ПОКРЫТИЙ
Изобретение относитсч к области химико-термической обработки, а именно к способам получения карбидных покрытий.
Известны способы получения покрытий диффузионным насыщением поверхности металлических изделий (1).
Известен также способ получения покрытий из карбидов с гексагональной решеткой типа МедС на изделиях из переходных металлов с OIIK-решеткой, например 1О молибдена, обладающих преимущественной ориентировкой плоскостей (100), параллельных поверхности, в поверхностном слое толщиной не меньше, чем толщина получаемого покрытия, и размером зерна в этом 15 слое не больше 100 мкм, диффузионным насыщением поверхности изделия углеродом о в углеродсодержащей среде при 1500 С.
При насыщении поверхностного слоя металла с OI1K-решеткой преимущественной ори- 20 ентировкой плоскостей (100), параллельных поверхности, и размером в этом слое не больше, чем 100 мкм, в карбидном покрытии плоскости (100) располагаются параллельно поверхности насьнцения. Плоскос- 2G ти (100) в решетке карбидов типа jAC Ñ являются плоскостями скольжения.
Углерод в карбидном покрытии, полученном по известному способу, распределен непрерывно в пределах области гомогенности карбида. Поэтому диффузионная подвижность атомов металла подложки в таком покрытии, зависящая от концентрации углерода в каждой точке по толщине покрытия, изменяется весьма несущественно.
Однако при решении ряда технических проблем, необходимо создание таких карбидных покрытий, в которых эффективный коэффициент диффузии атомов металла подложки значительно меньше, чем в соответ ствующем карбиде. Известно, что в слоистых карбидных материалах, представляющих собой последовательность слоев карбида и карбографита,. диффузионная подвижность атомов металла значительно меньше, чем в гомогенном карбиде, при условии, что карбографитные слои расположены в направлении, нормальном к направлению диффузионного потока.
530927
Составитель В. Хацернова
Редактор О. Филиппова Техред М. Левицкая КорректорБ.Югас
Заказ 5458/181 Тираж 1068 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Бель изобретения — уменьшение переноса металла через покрытие при нагреве иэделий.
Это достигается тем, что по окончании процесса насыщения углеродом изделие с покрытием нагревают в вакууме до темпео ратуры на 100-200 С больше, чем наибольшая температура при диффузионном насьццении, выдерживают при этой температуре 2 - 4 час и охлаждают со скоростью, о превышающей 20 С/мин., т.е. больше, чем необходимо для растворения углерода в карбиде покрытия.
После нагрева изделия с покрытием до о температуры на 100-200 С больше, чем температура диффузионного насыщения, и выдержки при этой температуре в течение
2 - 4 час на плоскостях скольжения образуются карбографитные слои. В результате покрытие становится слоистым в плоскостях, параллельных поверхности. Скорость охлаждения изделия больше, чем это необходимо для растворения углерода в карбидных прослойках. ,Проницаемость металлов (в частности, переходных металлов) через карбографитные смеси черезвычайно низка. Поэтому наличие прослоек такого состава в карбидном покрытии, расположенных параллельно поверхности изделия, резко уменьшает проницаемость материала-основы изделия к поверхности покрытия, а тем самым взаимодействие металла основы с другими изделиями (выполненными из других материалов), находящимися в контакте с поверх ностью покрытия.
Резкое уменьшение проницаемости переходных металлов через карбидные покрытия с карбографитными прослойками связано с тем, что атомы переходного металла, попадая в прослойку, немедленно связываются углеродом в карбид. В результате градиент концентрации переходного металла по толщине покрытия поддерживается практически на нулевом уровне. По мере связывания свободного углерода в первой прослойке (со стороны изделия) начинает работать вторая прослойка и т.д.
Пример . Производили карбидизацию молибденовых пластин 2 х 10 х 50мм, размером зерна, не превышающим 70 мкм, с преимущественной ориентировкой плоскостей (100), пьраллельных поверхности.
@ Карбидизацию ведут при 1500 С в течение
30 мин в метане. В полученном карбидном слое толщиной 70 мкм плоскости (100) располагались параллельно поверхности пластин. После насыщения пластины нагре15 вали при 1650 С в течение 3 час в вакуо уме. После нагрева охлаждали со скоростью, 15 град/сек. После такой обработки в покрытии образовалась слоистость в плоскостях, параллельных поверхности пластин. Покрытие представляет собой последовательность слоев карбида M gC и карбографитовой смеси. Состав последней уста новлен по данным микрорентгеноспектрального анализа, которые свидетельствуют о
39 значительном их обогащении углеродом. формула изобретения
Способ получения карбидных покрытий на изделиях из переходных металлов с
ОЦК-решеткой путем диффузионного насы р щения поверхности изделий углеродом, отличающийся тем,что, с целью уменьшения переноса металла через покрытие при нагреве изделий эа счет создания в покрытии карбографитовых прод слоек, после диффузионного насьццения изделие нагревают в вакууме до температуо ры на 100-200 С больше, чем температура насыщения углеродом, и выдерживают при этой температуре в течение 2-4 час
4у с последующим охлаждением.
Источники информации, принятые во вни манИе при экспертизе:
1. Мицкевич А. И. "Химико-термичес.кая обработка металлов и сплавов" 1965г., щ:стр. 370-377.