Способ вольфрамирования стальныхизделий и coctab для его осуществления

Способ вольфрамирования стальныхизделий и coctab для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Сециалистическиа

Ресттублик 1 11834238 (6I } Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 26. 10. 79 (21) 2833682/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51.) Й. Кл.

С 23 С 9/02

Ввфдаретее«ей кем«тет

666р ее делам «звбрете««11

«еткрыт«11

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30, 05, 81 (53) УДК 621. 785« .51.539 (088.8}

В. Н. Дураджи, Н. А. Полотебнова и И. В (72) Авторы изобретения в »

1

1 (71} Заявитель

Институт прикладной физики АН Иолдавско

« » (54} СПОСОБ ВОЛЬФРАИИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ И СОСТАВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов н сплавов, в частности к дифФузионной металлизации с нагревом при прохожI денни электрического тока через электролиты, и может найти применение в машиностроении, приборостроении и других областях техники..

Известен способ диффузионной металлизации вольфрамом с насыщением в газовой среде и индукционным нагре вом в специальных установках,позволяюпвтй получитЬ с помощью ТВЧ при температуре нагрева 1100 С на углео родистой стали вольфрамированный, слой глубиной 0,.15-0,2 мм с

Н 350-400 кгс/mF (1).

Недостатком укаэанного способа является необходимость создания сложных установок для приготовления, подвода и дозирования газовых сред, создания герметичных муфелей. Представляет опасность применение водорода нли хлористого водорода.Кроме того, этот метод требует нанесения специальных защитных покрытий при проведении локальной обработки.

Известен также способ электролити ческого вольфрамирования и состав, S которым является расплав солей вольфрама, например вольфрамокислого, натрия. Известный способ позволяет получить *-твердые растворы вольфt6 рама в армко-железе глубиной

10-20 мкм за время обработки 2-6 ч с. при температуре нагрева 1000 С и плотности тока 0,2-0,3 А/см 21.

Недостатки известного способа

I5 состоят в большой длительности процесса насыщения и необходимости в дополнительном нагреве электролита свыше температуры плавления, что приводит к дополнительным энергетическим затратам.

Цель изобретения — интенсифика ция процесса насыщения и снижение температуры нагрева электролита..

8342

ИзвестНЫЙ

1000 1000

360 0,2-0,3

Предлагаемый

4,5 0,9 170

850 22

900 22

950 22

10 150

10 200

4,5 0,7 220

4,5, 0,6 240

4 5 0,4 280

3 0,6 240

6 0,6 240

280

1050

350

950

l0

220

950

300

9 0,6 240

4 0,6 240

4 0,7 240

950

l0

340

950

120

950

15

260

Поставленная цель достигается тем, что процесс вольфрамирования осуществляют в электролите, состоящем из водного раствора вольфрамо» фосфорной кислоты и соляной кислоты

5 в соотношении, вес. Ж:

Вольфрамофосфорная кислота 2-10

Соляная кислота 5-15

Вода Остальное при напряжении 170-280 В, плотности тока 0,4-0,9 А/си с использованием никелевого, молибденового или свин-. цового катода, температуре электро- и лита 15-35 С и температуре поверхности образца 850-1050оС.

При напряжении на электродах не менее 170 В и плотности тока менее

0,4А/см - нагрев детали не осуществля- 20 ется, а при напряжении более 280 В и пп тока более 0 9 А/см происходит срыв процесса нагрева детали. Процесс диффузии вольфрама при температурах менее 850 С практически zs не протекает. Физические особенности процесса нагрева детали не позволяют нагревать деталь свыше 1050 С в ис0

Концентрация вольфрама в слое определяется послойным химическим анализом, глубина слоя — по измене38 4 пользуемых электролитах для вольфрамирования. Температура электролита должна быть не более 35 С, так как о при больших температурах раствора темлература нагрева детали резко падает. Для поддержания более низких о температур, чем 15 С, необходимо устанавливать специальные охладители, в чем нет особой необходимости.

Пример . На электролитнческую ячейку, состоящую из свинцового катода и детали-анода, подают постоянное напряжение от источника питания. После установления напряжения на электродах анод погружают в электролит. В зависимости от величины напряжения на электродах температуру поверхности детали изменяют от 850 до 1050 С; а температуру электролио о та от !5 до 35 С. Время обработки

2-10 мин. Охлаждение детали осуществляют путем отключения электри-ческого тока. В качестве образцов используют цилиндры диаметром 10-!2мм из армко-железа.

Режимы процесса вольфрамирования .и результаты обработки приведены в таблице. нию микротвердости и по результатам химических анализов. Результаты измерения показывают, что концентра834

Формула изоберетния

Составитель Л. Бурлинова

Редактор И. Михеева Техред А.Савка Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4015/53 Тираж 1048 Подписное

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

5 ция вольфрама в слое глубиной

10-15 мкм составляет 2-4Х, в первых

100 мкм » «0,9-0,6Х, во вторых

110 мкм 0,2-0,8Х, а в третьих

100 мкм — 0,03-0,06Х.при обработке образцов в течение 6 мин при темпе" о ! ратуре образцов 950 С и температуре электролита 25 С. о

Таким образом, использование предлагаемого способа вольфрамирования позволяет интенсифицировать в 7-10 раз процесс насыщения вольф.рамом и получить слои глубиной

0,2-0,3 мм в течение нескольких минут.

При этом процесс осуществляется при весьма низких температурах электролита (15-35 С). Это позволяет исключить использование высокотемпературных нагревательных устройств, что приводит к экономии электроэнергии gp на 10-20 .

1. Способ вольфрамирования стальных изделий, включающий обработку

238 б в вольфрамсодержащих электролитах, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения н снижения температуры нагрева элеткролита, обработку ведут при плотности тока 0,4-0,9 А/см, напря-..

Я женин 170-280 В и температуре иэделий

850-1050 С, электролита 15-35 С.

2. Состав для осуществления способа по п.l, включающий электролит с вольфрамсодержащим компонентом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воду и соляную кислоту, а в качестве вольфрам.содержащего компонента — вольфрамофосфорную кислоту.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Кидин И. Н. и др. Электрохимическая обработка металлов. М., "Металлургия", 1978, с.12-42.

2. Многокомпонентиые диффузионные покрытия. Под.ред. Л.С.Ляховича.

Минск, 1974, с.68.