Способ получения покрытий натитановых изделиях

Способ получения покрытий натитановых изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСЕВУ

< 1823460

Сеез Соватснмк

Сецмапмстмчаенмк

Ресвубимн (6«) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20.07.7 9 (2«) 2800893/22-02 с присоединением заявки Ah ф23 «йрнеуитет

©иубликоааив 23.04.81. бюллетень М 15 (5«)М. Кл.

С 23 С 17/00

ИВУ ве аваева еэабрнанай и мйфВпи«« (З> ДК621.785. .51 539 (088.8) Датл еиублмнееамия описания 23.04.81

Ф

«О. Я. Андреев, Н. ff. Кобэева, Н. И. Исаев, В. Ф. Ананкин, JL Н. П.еоварова,.Л. В. Захарова, А. A. Козайи

В. Х. Ковичкев и В. П. Батраков р« Заяви Московский ордена Труаового Красного Знамени и стащи и силаэов (54 СЙОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГКЖРИТИЙ HA ТИТАНОБЪ«Х

ИЗЙЕЛИЯХ

Изобретение .относится к запито тита иа и титановых сплавов от аысокотемиератщйюй коррозии и -- может быть исиоль зевало аии защиты титеиовык сплавов

Фт 1иффозиоииогО растресВ4Вваяия изи илемм» кой ганогеиосоаержащей вопи нре высокой температуре эксинуатааии вощеная и механической нагрузке., Известен сиосеб получения никель-алюминиевого покрытии яа неве«ясности мета нических изделий, включающий электролитическое никелирование из водяого электролита с последу ктпим алитироваиием из расплава соней Я.

Известен также способ защиты титаи р., вых конструкций от щенввой корраеии иу тем нанесения никелевого покуытия, полученного эаектрохимическим, химическим осаждением или налынением в вакууме с последукщим диффузионным отжигом при а00-9ОО С P).

Основным недостатком существукщих способов в применении к защите титана и титанового сплава от высокотемпера2 турной коррозии является низкая жаростойкость защитного никелевого покрытия в атмосфере воздуха. Его жаростойкость еще более снижается в присутствии солей галоидов, вызывающих локальную корр зию. Кроме того, любой иэ методов нанесения покрытия (электрохимический, химический или напыление в вакууме) не позволяет получить гарантированной беспористости покрытия. B условиях высокотемпературной солевой коррозии через поры в покрытии проникают соль, галоида или промежуточный продукт, содержащий ион галоида, вызывающие локальную коррозию титановой основы, а при.наличии растягивактпих напряжений - его корроэионное растрескив ание.

Бень изобретения - повыщение стойкости титановых изделий к корроэионно му растрескиванию под пленкой горячей соли галоида.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включактцем предварительное нанесение гальванического или напы3460 4 для сравнения при тех же усповиях испытывают образец 2 того же сплав, подвергнутого топько эпектролитическому ни кепированию, и образец 3 того же сплава без какой-либо обработки.

Р езу льта ты испыт а ни я приведены в табпице.

223,0

18,0

18,9

10i0

2,2

2,0

0,5

Пример 1. На образец титанового сплава ВТ18У после предваритепьной ноп: 30 готовки поверхности (обезжиривания венской известью и в ацетоне, травления в ,растворе НМО Ф HF) наносят эпектролитически слой никепя топщиной 30 мкм иэ супьфаматного эпектроиита состава, г/n:

Никепь сульфаминовокиспый 300

Борная кислота 30

Хлористый натрий 14

Лаури псульфат натрия Оь 01нри катодной ппотности тока D 2,5 А/дм

2 в течение 1 ч при 65 С. Поспе нанесе0 40 ния слоя никеля образец подвергают диффузионному )насыщению лантаном эцектро: лизом из содевого расплава сос TsBB вес.%:

Хлорид пантана 5

Хпористый барий .80

Хпористый капий 15 при 950 С и 01 2,5 Аlдм в течение

0,5 ч. Затем образец отмывают от застывших сопей в горячей и холодной воде, В ре50 зупьтате диффузионного насьпцения панта2 ном масса образца возрастает на 146 мг/дм

На этот же образец наносят слой соли толщиной 50 мкм путем многократного напыления водного раствора (400 гlл) хлористого натрия и сушки. Образец со споем соли испытывают на растяжение при напряжении 6 27 кгс7мм и 600 С.

3 82 ленного в вакууме слоя никеля, никепированные изделия подвергают диффузионно— му насыщению элементами, выбранными из группы лантана и лантаноидов, путем электролиза расцлава солей. диффузионное насыщение электролити,кески осаждаемым иэ солевого расплава ,пантаном или лантаноидом существенно повышает жаростойкость предварительно нансененного никелевого слоя, особенно под пленкой соли галоида. Кроме того, образующийся диффузионный слой аантана или лантаноида с никелем явпяется ппотиым и препятствует проникновению сопи галоида к поверхности титанового сппава.

Это приводит к значитеаьному повышению. жаростойкости никелевого слоя и его защитных свойств от солевой коррозии титановых изделий, а. при наличии растягивакнцих напряжений - к защите от корроэионного растрескивания титановых изделий. Полная защита от коррозионного растрескивания под пленкой горячей сопи гапоида выражается в сохранении той дпительной жаропрочности титанового снпава, которая характерна дпя него в отсутствие воздействия горячей cow.

Как видно из таблицы, обработка тита- нового сплава ВТ18У предлагаемым способом защищает от коррозионного растрескивания. В отпичие от образцов 2 и 3, где разрушение имеет хрупкий характер, образец 1 разрушается в результате полного исчерпания механической прочности в процессе попзучести. Поскольку время до разрушения образца 1 превышает 100« часовую норму отвечающую паспортной характеристике данного сплава при (2

27 кгс/мм0 и 600 С при испытании без

О воздействия сопи, предлагаемый способ обработки титановых издепий обеспечивает их полную защиту от коррозионного растрескивани1 под цпенкой горячей сопи.

Пример 2. Образец титанового сппава ВТ18У электролитически никелируют из электролита цо режиму, одисанt ному B примере 1. Образец с нанесенным слоем никеля толщиной 33 мкм подвергают диффузионному насьпцению HBoflHMoM (редкоземельным металлом, выбранным из группы пантаноидов) электропизом- солевого расплава состава, вес.%:Хлорид неодима 5

Барий хпористый 80 .Калий фтористый 10

Капьций фтористый 5 при 950 С и D 1, 1 Al äì в течение

0,5 ч. После электролиза образец бтмы вают в горячей и холодной воце. В результате диффузионного насыщения неодимом масса образца возрастает на 139 мг/дм .

Затем на образец, как и в примере 1, на-носят пленку хлористого натрия и испыты2 вают на растяжение при 6 27 кгс/мм и 600 С. Результаты испытания образца

О с пе дующие:

823430

Время до разрушения, ч

Относительное уцлинение, % 16

Относительное сужение, % 38,4

Следовательно, эффект полной защиты изделия из титанового сплава от коррозионного растрескивания достигается также в случае диффузионного насьлцения редкоземельным металлом, выбранным нэ группы лантаноидов. ер

Пример 3. На образец титанового сплава ВТ18У производят напыление в вакууме слоя никеля толщиной 30 мкм.

Затем образец подвергают циффузионному насыщению лантаном путем электролиэа 1S соленого расплава состава, вес.%:

Хлорид лантана 5

Барий хлористый 80

Калий хлористый 15 при 950 С и Оg 2 А/дм в течение 20

О . 2 ,"О;5 ч. После электролиза образец отмывают в горячей и холодной воде. В результате диффузионного насыщения лантайом масса образца возрастает на 200 мг/дм

Затем на образец, как в примерах 1 и 2, 2s наносят пленку хлористого натрия и испытывают на растяжение прн б 27- кгс/мм .и 600 С. Результаты испытания слецуО ющие:

Время до разрушения, ч 114

Относительное удлинение, % 9,2

Относительное сужение, Ъ 8,5

Следовательно, эффект полной зашиты титанового сплава от корроэионного растрескивання под пленкой сопи достигаетИ ся также в случае, если предварительное никелирование осуществляют путем напыления в .вакууме, а затем проводят. диффузионное насыщение лантаном или металлом, выбранным иэ группы лантаноидов.

Использование прецлагаемого clloco5A обработки титановых иэделиа по сравнению с сушествукацими способами обеспечивает следующие преимушества:

a) повышается жаростойкость иэделий иэ титана и его сплавов, особенно в присутствии, вредных сопен галоицов, т.е. предотвращается так называемая солевая коррозия титановых сплавов; б) сохраняется жаролрочность иэделий из титановых сплавов в процессе их эксплуатации в присутствии вредных солей галоицов; в} возможна замена в авиационном гурбокомпрессорном двйгателе стальных иэде.лий тнтановыми, обработанными предлагаемым способом, что значительно повысит качество титановых иэделий и позволит снизить вес авиационного двигателя. формула изобретения

Способ получения локрытнй на титановых иэделиях, включающий нанесение гальванического или напыпенного в вакууме слоя никеля, о т л и ч а ю ш и и с я тем,,что, с целью повышения стойкости титановых иэделий к коррозионному растрескиванию под пленкой горячей соли гапоила, изцелия со слоем никеля подвергают диффузионному насьлцению элементами, выбранными иэ группы лантана н лантаноидов, путем электролиза расплава солей.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1Латент США N 3046205, кл. 204-37, . 1962.

2. Патент Японии N 54-4736, К2А-212, 1978.

Составитель Л. Бурлннова

Редактор Г. Какапап Текрад Л.Пекарь . КорректорВ. Букете

Заказ 2010/34 Тираж 1048 . Подписное

ВНИИПИ Государственного «омитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская набтр ц. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4