Порошковая смесь для диффузионного насышения металлов и сплавов

Порошковая смесь для диффузионного насышения металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и и

1 -:,.:., g °, т. :у . —., д и

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмк

Социалнстическмн

Республик (1 ) 73О873

1

-.., к ф (6l ) Донолннтельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 19.07.76 (21)2390893/22-02 с присоединением заявки И (23) Приорнтет

Опубликовано 30.04.80. Бюллетень J% 16

Дата опублнковання описания 03.05.80 (51) М. Кл.

С 23 С 9/02

С 23 С 17/OO

Гооударстеенный комитет. СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621 .793.6 (088.8) (72) Автор изобретения

Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повыше-ния твердости, сопротивляемости коррозии и гидроэрозии, износостойкости и окалиностойкости.

Известны составы для получения диф фузионных покрытий, позволяющие повысить твердость, износостойкость, окалиностойкость и коррооиоииую стойкость (11 и (2)

Недостатками этих составов являются длительность процессов для получения большой толшины покрытия и высокие тем5 пературы диффузионного нас ышения.

Наиболее близкой к предложенной смеси является порошковая смесь, включающая, Ок веси уо

Малоуглеродистый ферро титан 75

Плавиковый шлат 15

Фтористый натрий 4

Соляная к клота 6 о

Насыщение проводят при 1000-1200 С

4-8 ч.и получают покрытия до 1,5 мм с3).

Однако, присущ...твйе соляной кислоты

I в реакционной смеси, способствующее образованию хлоридов титана, требует темпе затуры Harpeaa превышающей

1000 С. При температуре ниже 1000 С интенсивность процесса диффузионного насыщения титаном очень мала. Стальные изделия с титановым покрытием требуют носледуюшей термической обработки для измельчения зерна.

Бель изобретения - снижение темп ратуры насыщения и увеличение толщины покрытияи

Бель достигается тем, что известная норошкообразная смесь, включающая ферротитан (титан), фтористый натрий и плавиковый шпатй дополнительно содержит ферромарганец при следующем соотношении компонентов, вес. Ът

730

Предлагаемая

40 25

45 30

50 40

И авестная

ООтсутс.т 2,э мам вуст

Фсрротитип (титан) 40-5 О

Фср1юмарганец 25-40

Фтористый натрий 3-5

Плавиковый шпат Остальное.

От содсржания в реакционной смеси фсрротитана (титана) зависит толщина слоя карбидотитана (,1 С) и количество титапидов ()» Ре, Jeff ) в слое. Прп содержании мснсе 40% толщина карбидного слоя не превышает 30-40 мкм. При увели- 10 чепци же его более 50%, толщина карбидного слоя увеличивается незначительно и не оказывает существенного влияния на свойства покрытия.

Содержание ферромарганца оказывает влияние, как на формирование карбидного слоя, так и на формирование аустенизированной зоны. Прп содержании ферромарганца менее 25% толшина этих зон невелика, С увеличением его содержания, увеличивается и толшки зон, причем с большей скоростью увеличивается 3-я зона, аустенизированная. При содержании в реакционной смеси более 40" ферро марганца значительного влияния на фон- 25 мирование зон не оказывается.

Толщина каждой зоны покрытия зависит от суммы ферротитана (титана) и ферромарганца в смеси и от суммарного содержания плавикового шпата и фтористого 30 натрия.

Наибольшая толщина покрытия из карбидотитана получается в реакционной смеси, содержащей 50% ферротитана (титана) и 25% углеродистого ферромар-. 35 ганца, 5% фтористого натрия и 15% плавикового шпата.

Уменьшение содержания фтористого натрия менее 3% вызывает резкое умен шение диффузионных слоев, а при увели- 4о чении более 5% происходит припекание смеси к изделиям.

873

)1ля диффузионного пас кис ия поверхность стальных и чугу шых изделий зачишают до металлического блеска, промь вают соляной кислотой для очистки от загрязнения и загружают в стальные патроны, после чего засыпают слоем предложенной реакционной смеси толщиной 10-15 мм. Патрон закрывают крышками и обмазывают огнеупорной глиной.

Патрон с изделиями помешают в печь, где нагревают до 800-1000 С в течение 3-4 ч. Охлаждают патроны вместе с печью. После охлаждения детали выбивают из патронов, очишают от реакционной смеси металлическими щетками, промь вают водой и просушивают. Это позволяет получить на поверхности деталей о. за 3-4 ч при 800-900 С спой карбидов титана толщиной 40- 20; км с концентрацией титана около 80%ТИХ . Ниже слоя титана расположены зона титанидов железа и марганца (Т4Р," « T 1 1 ™ 2) толщиной 60-150 мкм, зона твердого раствора < > < (а устенизированная зона) толщиной 50-80 мкм и зона твердого раствора Pe 7i толщиной

120-170 мкм. Общая толщина диффузионного слоя составляет 280-500 мкм.

Микпотвердость поверхностной зоны достигает Н д =2700-3000 кгlмм и

В результате диффузионного насышения в предлагаемом составе на поверхности деталей образуются покрытия светлосерого цвета, прочно связанные с основным металлом. При испытании на перегиб покрытие не отслаивается и ра рушается вместе с основным металлом.

Результаты испытаний на образцах из стали 20 после насыщения при 800 С о.

4 ч представлены в таблице.

32 65-85 330-470

21 70-90 350-490

7 40 65 275-380

730873

Составитель P. Клыкова

Редактор Е. Дорошенко Техред М. Кузьма Корректор Г, Решетник

Ъ>И ЮЬ °

Заказ 147 2/1 5 Тираж 1074 Подписное

lII II11Il III Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал III III Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемая смесь позволяет повысить сопротивление разрушению от гидроэро=ни в 2-5 раз.

Предлагаемый состав позволяет полу чить диффузионное покрытие достаточной толщины с высокой поверхностной тверо достык при 800 С и может быть исполь зован для повышения износа тойкости и сопротивляемости разрушению от гндроэрозии деталей машин, двигателей вну 10 треннего сгорания, различных конструкций судостроения.

Формула изобретения

Порошковая смесь для диффузионного насыщения металлов и сплавов, включающая ферротитан, плавиковый шпат и фтористый натрий, о т л и ч а ю щ а яс 5f тем, гто, с целью снижения тем пературы наслаждения и увеличения толшины покрытия, она дополнптел: но содержит ферромаргапец при следующем соотношении компоиентоь, вес. %:

Ферротитан (титан) 40-50

Ферромарганец 25 40

Фтористый натрий 3 5

Плавиковый шпат Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Защита металлов. М., Наука, 1972, 8, N 4, с. 508-509.

2, Металловедение и термическая обработка металлов. М., Машшюстроение, 1970, Л 6, с. 64-65, 3. Защитные покрытия на металлах.

К., Наукова думка, 1971 вьш. 4, с. 172.