Способ газового азотирования изделий из тугоплавких металлов

Способ газового азотирования изделий из тугоплавких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено25,05.77 (21)2488629/ с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.11.78.Ьюллетен (45) Дата опубликования описания 28

Гасударственным комитет

Саввтв Министров СССР аа делам изооретений и открытий

Ю. В. Левинский (72) Автор изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОГО АЗОТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов в газовой среде и может быть использовано при высокотемпературной обработке изделий из тугоплавких металлов, Известен способ азотирования изделий из ниобия, который заключается в нагреве изделий до температуры азотирования 1100-1500 (- и выдержке при атой температуре в среде азота. Перед азотированием в . чи создают вакуум, а затем печь наполняют азотом до дав— пения 1 атм и нагревают до температуры азотирования. При атом способе каждое изделие подвешивается на отдельной подвеске в высокотемпературной камере таким образом, чтобы в процессе высокотемпературного нагрева в среде азота изделия не касались один другого (lj.

Недостатком известного способа является сложность загрузкии изделий в печь, малое количество образцов, одновременно находяшихся в печи, а следовательно, низкая производительность процесса.

Белью изобретения является повышение производительности процесса за счет предотврашения слипания и сваривания

5 обрабатываемых изделий.

Это достигается путем проведения в процессе нагрева дополнительной выдержки при 800-900оС в течение 30-60 мин.

Последуюшую выдержку в среде азота о

1о проводят при 1000-2000 С в зависимости от материала обрабатываемых изделий.

Дополнительная выдержка при достаточно низких температурах (800-900"С) приводит к образованию на поверхности изделий тонких слоев продуктов реакции, которые при дальнейшем высокотемпературном нагреве на необходимую темпера2О туру и выдержке препятствуют слипанию и свариванию изделий, Основной причиной сваривания и слнпания металла является диффузия в твердой

633932

Составитель Л, Бурпинова

Редактор Е. Попионова Техред H. Бабурка Корректор С, Гарасиняк

Заказ 67 17/28 Тираж 1 135 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фазе. При нагреве металлов go высокой температуры и наличии чистой металлической поверхности происходит взаимная диффузия металлических атомов и они

clекают к местам контакта изделий с 5 образованием прочных контактных мостиков. Зтот процесс можно затормозить и практически прекратить, уменьшая диффузионную подвижность металлических атомов„ 16

Как правило, в продуктах реакции металлов с газами (окислах, нитридах и т.д) диффузионная подвижность металлических атомов на несколькб порядков меньше

13 самодиффузии металлических атомов. Поэтому металлы, покрытые пленкой таких соединений, не свариваются и не слипаются.

Как показала практика насышения металлов газами, минимальная толшина Х (в см) такой пленки должна удовлетворять отношению Х = (10 — 10 ) Р, где „г

Б — коэффициент диффузии атомов металла в плане при температуре окончат" тельного насыщения (размерность Х) см /с).

Пример 1. Соприкасающиеся одна с другой пластины титана толшиной о

1 мм нагревают в азоте при 900 С в течение 30 мин. На поверхности пластины возникает слой нитрида титана . После этого пластины нагревают на температуру 1 1 00 С и выдерживают 10 ч. о

После охлаждения пластин и извлечения их из печи слипания и сваривания не обнаруже но, Пример 2. Соприкасаюшиеся одна с другой пластины титана толщиной 1 мм и нагревают в воздухе при 800 С в течеи е 30 м ин. На и оь;. рхности изделия воз- щ никает слой окислов титана. После этого пластины нагревают на температуру о .

1100 С и выдерживают в течение 12 ч.

После охлаждения слипания и сваривания не обнаружено.

Пример 3. Соприкасаюшиеся ogна с друг ой пластины ниобия толшиной

1 мм нагревают в азоте 900оС в те— чение 1 ч. На.поверхности изделий возникает слой нитридов ниобия. После этого пластины нагревают на температуру о

1600 С и выдерживают 10 ч. После извлечения пластин из охлажденной установки слипания и сваривания не обнаруже— но.

Предлагаемый способ можно также испольэовать при газовом оксидировании, оксинитрировании и других видах химикотермической обработки, создаюших на поверхности изделий неотслаиваюшихся плот— ных пленок толщиной Х = (10 — 104) EO.

Формула изобретения

1. Способ газового аэотирования изделий из тугоплавких металлов, заключающийся в их нагреве до температуры азотирования и выдержке при этой температуре в среде азота, о т л и ч а юш и Й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет предотвращения слипания и сваривания обрабатываемых изделий, в процессе нагрева проводят дополнительную выдержку при 800-900 С в течение 30-60 мин.

2. Способ поп. 1, отл и ч аюш и и с я тем, что выдержку в среде азота проводят при 1000-2000 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кипарисов С. С. и др. 11ветная металлургия, 1970, № 4, с. 125-128.