Порошковая смесь для низкотемпературного алитирования стальных деталей

Порошковая смесь для низкотемпературного алитирования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

яат :- - 1

Г

, j

О П И С А Н И Е < >202990

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиих

Социалистичесиих ресаублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

5. (72) Автор изобретения

Е. Г. Иванов (7! ) Заявитель (54) ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НИЗКОГЕМПЕРАТУРНОГО

АЛИТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке сталей, и может. быть использовано для придания коррозионной и эрозионной стойкости, жаростойкости стальным деталям энергетических машин.

Известна порошковая смесь для низкотемпературного алитирования, содержащая (вес.%) 73% алюминиевого порошка, 25% белой глины и 2% хлористого аммония (1). Алитирование нровоо дят при температуре 560 С в течение

6 часов. При этом на никелевых спла-. вах получают слои толщиной 12-18 мкм.

Известна также порошковая смесь, используемая для алитирования при темо пературах 425-540 С, содержащая 60100% алюминия, 1,5% безводного треххлористого алюминия и остальное окись алюминия. Эту смесь перед алитированием подвергают обжигу при температ ъ ре 425-440 С в течение 35-42 часов. о

Затем в нее при относительной влажности менее 45% закладывают детали

2 из нержавеющих сталей и подвергают алитированию при температуре 425о

468 С в течение 36-4.2 часов, а при о

538 С вЂ” 28-36 часов. При этом получают диффузионные алюминидные слои толщиной до 25 мкм 121.Указанная порошковая смесь обладает существенными недостатками: с е помощью невозможно получать стабильную толщину алюминидного покрытия; процесс насыщения алюминием весьма длителен и при температурах 425о

540 С составляет 28-42 часа; перед алитированием смесь необходимо обжигать также длительное время (36-42 ч

15 при температуре 425 460 С); налио чие загрязненных учаСтков черного цвета на покрытии.

Uemü изобретения — интенсификация

20 процесса насыщения и повышение коррозионной стойкости получаемых покрытий as стальных деталях при сокращении времени их обработки. Поставленная цель достигается тем, чти порош707990 ковая смесь для низкотемпературного апитирования держит алюминий и безводный треххлористый алюминий при следующем соотношении, вес.%: алюминиевый порошок 92-94, безводный треххлористый алюминий 6-8%. Обжиг порошковой смеси осуществляют при о температуре 180-300 С в течение

8 часов, Такой состав порошковой смеси и режим обжига обеспечивает сокращение длительности процесса алитирования и улучшение качества получаемого покрытия.

Работоспособность смесей, стабильность получаемых. результатов (привеса 15 или толщины), количество алюминидного покрытия зависят от содержания адсорбированной и химически связанной воды в используемых порошках. При значительном содержании воды в порошковой 20 смеси покрытие нельзя получить. Детали, помещенные в такую смесь при температуре 420-560 С корродируют с уменьшением массы. Адсорбентами воды из воздуха являются окислы и гидроокислы алюминия.

Дпя получения качественных покрытий необходимо иметь в порошковой смеси минимальное содержание окислов и гидроокислов алюминия, а относительная впаж- З0 ность в помещении, где производятся работы со смесью, должна быть не более 45%. Дпя полного удаления адсорбционной воды из порошков необходимо содержание в смеси 6-8% треххлористо- З5 го алюминия

Эксперименты показали, что алюминиевые порошки марок ПА1, ПА2, ПАЗ, ПА4 с добавкой 5-8% треххлористого алю- 0 миния начинают спекаться.

И предлагаемом составе порошковой смеси содержание хлоридов повышенное (6-8%). В этом случае часть хлоридов расходуется на удаление воды, оставшаяся часть обеспечивает получение хороших результатов низкотемпературного алитирования. Еще лучше результаты низкотемпературного алитирования получаются, если предлагаемая смесь алюминиевого порошка 92-95 вес.% и безводного треххлористого алюминия

5-8 вес.% обжигается и выдерживается перед апитированием при температуре

180-300 С. Снижение температуры с

425-468 С до 180-300 С значительно о о сокращает время обжига смесей и повы шает качество покрытия.

Например, время, необходимое для удаления воды при обжиге известкой порошковой смеси, содержащей алюминиевый порошок и 3% хлористого алюминия о составляет 36 ч притемпературе 430 С, а предлагаемой смеси, содержащей алюминиевый порошок и 6% хлористого алюо миния при 200 С, сокращается до 6 ч с улучшением качества последующего алитирования. Так как даже в помещении с относительной влажностью менее 45% смесь может адсорбировать пары воды, то с целью удаления последней при алио тировании (420-560 С) делается выдеро жка при температуре 180-300 С в течение 2 часов. Такая выдержка предлагаемой смеси не удлиняет процесс, а наоборот сокращает, так как удаление воды при пониженных температурах облегчает процесс алитирования.

Пример 1. Проводят алитирование деталей из жаропрочных сталей в смесях следующего состава (поспе йх обжига), вес,%: алюминий 94, безводный треххлористый алюминий, 6. Смесь перемешивают в течение 7 мин и частями засыпают в контейнер вместе с укладкой

20 лопаток ротора компрессора, изготовленных из стали марки 13Х12Н2ВМФ.

Сверху контейнер закрывают трехслойной крышкой, Загруженный порошковой смесью и лопатками контейнер помешают о в печь и быстро нагревают до 200 С.

При этой температуре контейнер выдерживают 2 ч и затем температуру повышают о до 430 С и выдерживают так долго, чтобы суммарное время с момента включения печи составляло 10 часов. Затем печь выключают и контейнер охлаждают о в печи до 200 С, а затем охлаждают до комнатной температуры на воздухе и переносят в сухое помещение, где его распаковывают и вынимают лопатки. Лопатки имеют однотонную светло-серую поверхность. Привес на 1 кв.м. составляет 20,4 r.

Пример 2. Проводят алитирование деталей из жаропрочных сплавов

ЭИ961 в смеси, содержащей алюминий

93%, безводный треххлористый алюминий 7%. После 8;5 ч выдержки при

430 С на поверхности образцов получают диффузионный слой 19-22 мкм, предел выносливости 8, -"56 кгс/мм, в то время как при алитировании в известной смеси получаемый диффузионный слой равен 17-21 мкм, причем поверхность неоднородная с большим количеством черных включений, а предел

2. выносливости О, 52 кгс/мм .

Испытания деталей на коррозионную стойкость, обработанных в предлагаемой смеси, показали увеличение корроэионной стойкости получаемых покрытий в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Порошковая смесь для низкотемпературного алитирования стальных деталей, содержашая алюминий и безводный треххлористый алюминий, о т л и ч а ю—

6 ш а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и повышения коррозионной стойкости получаемых покрытый, она содержит компоненты при следуюшем соотношении, вес.%:

Алюминий 92-94

Безводный треххлор истый алюминий 6-8

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 199625, С 23 С 9/02, 1965.

2. Патент США _#_ 3764373, кл. С 23 С 11/00, 1962 (прототип).

Составитель Г. Бурлинова

Редактор Ж. Рожкова Техред Э. мужик Корректор И., Михеева

Заказ 8442/25 Тираж ;1074 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4