Способ получения диффузионных многокомпонентных защитных покрытий

Способ получения диффузионных многокомпонентных защитных покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.9 !

1п 644869

О П И С А-Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сои1з Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.10.77 (21) 2535573/22-02 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень Ке 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.75 (51) М. Кл.е

С 23С 9/10

С 23С 17/00

Государстееииый комитет

СССР йо делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.793,3 (088.8) (72) Авторы изобретения

М, И. Чаевский, В. П. Артемьев и С. М. Пилюги

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области химико-термической обработки сталей, в частности для получения многокомпонентных диффузионных титано-никелевых, титаномолибденовых, никель-молибденовых, титано-хромовых, никель-хромовых, молибденохромовых защитных покрытий на углеродистых и нержавеющих сталях типа

ОХ18Н10Т, обладающих высокой коррозионно- и износостойкостью.

Это изобретение может найти широкое применение в прибороарматуростроении, а также для ремонтновосстановительных операций изношенных деталей.

Известны способы получения покрытий на стальных деталях путем погружения обрабатываемой детали в расплавленные легкоплавкие металлы с добавкой в них порошка легирующих компонентов, например молибдена, циркония, никеля, хрома, вольфрама (1, 2).

Наиболее близким к предлагаемому является способ химико-термической обработки, который заключается в получении цирконий-титанового покрытия на изделиях из стали ОХ18Н9Т из расплава эвтектики Pb — Bi при 1000 — 1100 С, при этом толщина покрытия после нагрева при

1100 С в течение 50 ч составляет 50—

60 мкм (3).

Недостатком способа является малая производительность за счет небольшой скорости роста диффузионного слоя.

Целью изобретения является ускорение

5 процесса получения многокомпонентцых диффузионных защитных покрытий на углеродистых и нержавеющих сталях.

Указанная цель достигается тем, что процесс насыщения ведут последовательно

10 в нескольких ваннах с транспортным легкоплавким расплавом, каждая из которых содержит один из насыщающих элементов, периодически перемещая деталь из одной ванны в другую.

15 В качестве расплава применяются легкоплавкие металлы Pb — Bi, Li, Na, Pb, Са, Bi. Детали помещают в ванны, где выдерживают при температуре 1100 — 1150 С в течение 0,5 — 1 ч, затем их вынимают и ме20 няют местами (т. е. детали, находившиеся в ванне с добавкой одного легирующего элемента, помещают в ванну с добавкой другого легирующего элемента, где снова выдерживают при температуре 1100 С—

25 1150 С в течение 0,5 — 1 ч). Количество таких циклов может повторяться многократно в зависимости от требуемой толщины и структуры диффузионного слоя, причем количество таких ванн с разными добавками

30 диффундирующих металлов, таких как Ti, Ni, Аl, Мо, Cr, W, Zr, может быть увеличено для получения и-компонентного покрытия. Последовательность выдержки в той или иной ванне может меняться.

При изменении времени выдержки можно регулировать структуру диффузионного слоя и процентное содержание легирующепо элемента, Пример. Получают диффузионное титано-никелевое покрытие на образцах из стали ОХ18Н10Т. Перед нанесением покрытия поверхности деталей подвергают химическому обезжириванию и травлению. 3атем оЯну деталь помещают в ванну с приготовленным расплавом Ti — Pb — Bi (1 47% Ti; 42,86% Pb; 55 67% Bi) > а другую — в ванну с расплавом Ni — Pb — Bi (1,95% Ni; 55,4% Bi; 42,65% Pb) где выдерживают их в течение 1 ч при 1100 С.

После этой выдержки детали меняются местами. Цикл повторяется 4 раза. Поверхность расплава ванн защищается аргоном.

В результате получают равномерное по толщине, беспористое диффузионное титано-никелевое покрытие толщиной 60 мкм за общее суммарное время 2 ч на одну деталь.

Аналогичное титано-никелевое покрыгие толщиной 60 мкм из ванны легкоплавкой эвтектики Pb — Bi с одновременной добавкой диффундирующих металлов Ti u Ni получено за 8 ч из расчета на одну деталь.

Эффект ускорения роста диффузионного слоя достигается за счет периодически вновь создаваемой разности химических потенциалов между адсорбированным слоем диффузанта и покрываемым металлом, что достигается периодической сменой ванн: при помещении детали в ванну, например, с добавкой титана в результате градиента химического потенциала титан диффундирует в поверхность покрываемой детали, при этом скорость роста диффузионного слоя уменьшается вследствие вы5 равнивания градиента химического потенциала между адсорбированным слоем титана и покрываемым металлом. Перемещением детали в другую ванну, с добавкой никеля, опять достигается максимальный

10 градиент разности химического потенциала между адсорбированным слоем никеля и поверхностью детали и так далее.

Таким образом, предложенный способ позволяет в 4 раза ускорить процесс обра15 зования титано-никелевых покрытий.

Формула изобретения

1. Способ получения диффузионных мно20 гокомпонентных защитных покрытий, включающий насыщение легирующими элементами из легкоплавкого расплава при температуре насыщения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса на25 сыщения, процесс ведут последовательно в нескольких ваннах, каждая из которых содержит один из насыщающих элементов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что титано-никелевое покрытие полу30 чают при 1100 †11 С, периодически выдерживая деталь вначале в ванне Ti — Pb—

Bi, а затем в ванне,Ni — Pb — Bi.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Патент США № 3220876, кл, 117 — 114, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 280158, кл. С 23С 9/10, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

40 № 298701, кл. С 23С 9/08, 1971.

Составитель Р. Клыкова

Редактор 3. Ходакова Техред А. Камышникова Корректор И. Позняковская

Заказ 2471/13 Изд. № 131 Тираж 1138 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2