Способ алитирования изделий, преимуществен-ho из неметаллических материалов

Способ алитирования изделий, преимуществен-ho из неметаллических материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 802395 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.04,79 (21) 2744229/22--02 (51)М. Кл.

С 23 С 9/02 с присоединением заявки М

Гааудэретввнный комитет

СССР (28) Приоритет ао делам нзобратеннй н атнрытнй

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень М 5

Дата опубликования опнсакия 07.02.81 (53) УДК621.785. .51.06 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Жданович, А. И. Дудяк, M И. Галков, М. M. Жук,.

Л, Л. Алымов и В. А. Пономаренко

Ф

pi ч

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7I) Заявитель (54) СПОСОБ АЛИТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к химико-термической обработке материалов в расплаве металла и может быть использовано для улучшения физико- механических св ойств неметаллических материалов.

Известна химико-термическая обработка малоуглеродистых сталей и сплавов на основе железа в расплаве алюминия при температуре от 700 до 800 С (11.

Использование известного способа химикотермической обработки для обработки малоуглеродистых и жаропрочных сталей позволяет увеличить прочность обработанных деталей на

4-8 кГ/мм и повысить их антикоррозийную стойкость.

Недостатком известного способа химикотермической обработки является невозмож ность обработки при данных температурах неметаллических инструментальных материалов, так как расплавленный алюминий при этих температурах обладает плохими адгезионными свойствами к неметаллическим инструментальным материалам: алмазу, кубическому нитриду бора и композитам на их основе.

Целью изобретения является повышение прочности неметаллических инструментальных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что химико-термическую обработку в расплаве алюминия ведут при температуре расплава

1050-1300 С, а обработке подвергают неметаллические инструментальные материальк алмаз, кубический нитрид бора и композиты на их основе.

1О

Повышение температуры расплава алюминия с 700-800 С до 1050-1300 С снижает краевой угол смачивания алюминием неметаллических инструментальных материалов и способствует проникновению расплавленного алюминия в поры и микротрещины материала и, в результате химического взаимодействия алюминия, например, с нитридом бора, происходит образование боридов и нитридов алюминия, которые заполняют поры и микротрещины, то есть происходит их эалечивание.

Это ведет к значительному повышению прочности поликристаллов неметаллических сверхтвердых материалов.

Составитель Г. Бахтинова

Техред Н. Келущак

Корректор Н. Швыдкая

Редактор Г. Бельская

Заказ 10511/33

Подписное

Тираж 1059

ВНИИПИ 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

Сущность изобретения заключается в следующем. В расплав алюминия с температурой 1050-1300 С погружают поликристаллические блоки неметаллических инструментальных материалов, например кубического нитрида бора, алмаза, композитов на их основе.

Блоки выдерживают при данной температуре в течение 5 60 мин, в результате чего алюминий, проникая в поры и микротрещины блоков, взаимодействует с материалом блока.

В результате происходит образование химических соединений, таких как нитрид и бориды алюминия (при обработке поликристаллов на основе нитрида бора) или карбид алюминия (при обработке поликристаллов алмаза). Образующиеся соединения заполняют и залечивают поры и микротрещины в поликристаллах неметаллических инструментальных материалов, что ведет к повышению их прочности в 2-2,5 раза. Обработка при температурах ниже 1000 С не дает такого значительного эффекта по повышению прочности, так как уже при 1050 С алюминий плохо смачивает кубический нитрид бора и краевой угол смачивания составляет 140, При таких углах смачивания капиллярные силы препятствуют проникновению алюминия в поры и микротрещины и не происходит их залечивания. Повышение температуры расплава до 1100 С уже снижает краевой угол

Зо смачивания алюминием кубического нитрида бора до 90-70 . При таком угле смачивания под действием капиллярных сил алюминий проникает. в поры и трещины, происходит их залечивание и повышение прочности поликристаллов, Повышение температуры обработки выше 1300 С нецелесообразно из-за технологических трудностей.

Пример 1. В электропечь помещают тигель с алюминием и нагревают его до

1050 С. Затем в расплав алюминия погружают поликристаллические блоки кубического нитрида бора. Время выдержки блоков в расплаве составляет 10 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки в расплаве алюминия составляет 210 кГ/мм против

120 кГ/мм до термообработки.

Пример 2. Блоки кубического нитрида бора погружают в расплав алюминия и выдерживают в расплаве при температуре

1100 С в течение 15 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки составляет

300-320 кг/мм .

Пример 3. Блоки поликристаллов алмаза. подвергают термообработке в расплаве алюминия при температуре 1100 С в течение

5 мин. Прочность блоков на сжатие составляет 250 кГ/мм по сравнению с 155 кГ/мм до термообработки.

Пример 4. Блоки поликристаллического кубического нитрида бора подвергают термообработке в расплаве алюминия при температуре 1300 С в течение 15 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки составляет 315 кГ/мм по сравнению со

125 кГ/мм до термообработки.

Предложенный способ химико-термической обработки позволяет подвергать обработке поликристаллические неметаллические инструментальные материалы и повысить их прочность в 2 — 2,5 раза.

Формула изобретения

Способ алитирования изделий, преимущественно из неметаллических материалов, путем обработки в расплаве алюминия, о т л ича ющи и с я тем,что,с целью повышения прочности изделий, обработку ведут в расплаве при 1050 †13 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов. М,, 1965, с. 158--162 (прототип) .