Состав для комплексной обработкиметаллических изделий

Состав для комплексной обработкиметаллических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O n И С, А Н И Е (iö85296t

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалис1ичс-.зих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.11.79 (21) 2836272/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.с

С 23С 9/02

Госудорстеениый комитет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень ¹ 29 (53) УДК 621.785.51..539 (088.8) по делом изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Пресман, И. Г. Довгялло, А. M Ипонов, И. П. ехаев и В. Б. Вишневский

Белорусский технологический институт им. С..М. Кйрттва

I (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛ ИЧ ЕСКИХ ИЗДЕЛ И Й

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов в порошковых насыщающих средах, а именно к диффузионному насыщению металлов и сплавов алюминием и вольфрамом и может быть использовано в машиностроительной, нефтяной, химической и др. отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки. 10

Известен состав для химико-термической обработки металлов и сплавов, содержащий окись ванадия, порошок алюминия, окись алюминия и вещество активатор — фтористый алюминий при следующем соотноше- 15 нии ингредиентов, мас. %:

Окись ванадия 16 — 24

Алюминий (порошок) 16 — 24

Фтористый алюминий 3 — 5

Окись алюминия Остальное (1) 20

К недостаткам известного способа следует отнести низкую насыщающую способность и неудовлетворительную износо- и коррозионную стойкость диффузионного 25 слоя.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава и повышение износо- и коррозионной стойкостью обрабатываемых изделий.

Цель достигается путем замены в известном составе окиси ванадия на окись вольфрама, введением (в качестве геттеров) парафина и титана и использованием в качестве вещества активатора хлористого аммония при следующем соотношении компонентов, мас. о о:

Окись вольфрама 42 — 52

Порошок титана 4 — 8

Алюминий 18 — 28

Хлористый аммоний -1,5 — 3

Парафин 2 — 4

Окись алюминия Остальное

Получение активных атомов алюминия и вольфрама происходит в результате металлотермического восстановления окиси вольфрама алюминием. Для образования газовой фазы в процессе насыщения в качестве веществ-геттеров используется порошок титана и парафин. Окись вольфрама и алюминий являются поставщиками активных атомов насыщающих элементов, алюминий играет также роль восстановителя, хлористый аммоний — роль активизатора процесса, а окись алюминия — инертной добавки, предотвращающей спекание смеси.

Процесс насыщения осуществляют в контейнерах с плавкими затворами при температурах 900 — 1100 С, продолжительность насыщения составляет 2 — 5 ч.

852961

Формула изобретения

42 — 52

4 — 8

18 — 28

1,5 — 3

2 — 4

Остальное

Составитель Л, Бурлииова

Корректор Т. Трушкина

Редактор Л. Павлова

Заказ 451/1 Изд. № 412 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, 3

Пример 1. При температуре 1100 С проводят насыщение из смеси состава, мас. "/о %0з 42; Al 28; ХН4С1 1,5 Т1 41 парафин 2, А1гОз остальное. При насыщении в течение 4 ч на армко-железе, сталях

20,45, У8 получены диффузионные слои толщиной 450, 450, 400, 400 мкм соответственно. На армко-железе и стали У8 образуются двухфазовые слои, состоящие на поверхности из упорядоченного твердого раствора 10 (Fe W, А!) с микротвердостью Н50 280—

290 для армко-железа и Н50 420 для стали У8.

При насыщении титанового сплава BT-1 в предлагаемом составе при температуре 15

1100 С и времени 4 ч глубина диффузионного слоя составляла 160 мкм. Рентгеноструктурный фазовый анализ показал, что на поверхности образуется алюминид титана, легированный вольфрамом с микро- 20 твердостью Н50 и а-твердый раствор алюминия и вольфрама. В титане микротвердость твердого раствора плавно меняется по глубине слоя Н50 340 до Н50 260. Концентрация алюминия и вольфрама в вольф- 25 рамоалитированном слое на сплаве ВТ1 составила 32 мас. /о и 8 мас. /о соответственно.

Пример 2. Насыщение проводят из смеси состава, мас. о/о . W03 47; Al 23; 30

NH4C1 2; Ti 6; парафин 3; А1зОз остальное.

При тех же режимах, что и в примере 1, на армко-железе, сталях 20,45, У8 и сплаве

ВТ1 получены диффузионные слои соответственно 460, 460, 420, 420 и 180 мкм. 35

Пример 3, Насыщение проводят из смеси состава, мас. /о .. WOg 52; Аl 18;

ИН4С1 3; Т1 8; парафин 4; А1зОз остальное.

При тех же режимах и на тех же материалах, что и в примерах 1, 2 получены диф- 40 фуз ионные слои соответственно 480, 480, 450, 450 и 200 мкм.

Пример 4. Насыщение проводят из смеси известного состава, мас. /о. ЧзОз 20;

Аl 20, А1Рз 5; А120з остальное. При тех же 45 режимах, что и в примерах 1, 2, 3 получены диффузионные слои 420, 420, 350, 350 мкм для армко-железа и сталей 20, 45, У8. При насыщении титанового сплава ВТ1 в этом составе получить диффузионный слой 50 не удалось. Поверхность образцов была плохого качества (раковины, питтинги).

Рентгено-структурный анализ выявил в поверхностном слое окиси титана, легированные алюминием. Ванадия в диффузионном 55 слое не обнаружено.

Как видно нз примеров, в предлагаемом составе при равных температурах и временных условиях насыщения скорость роста диффузионного слоя в предлагаемом составе выше в 1,3 — 1,5 раза по сравнению с известным. Насыщение алюминием и вольфрамом повышает служебные свойства стальных изделий:

Коррозионная стойкость в НС1 стали 45 увеличилась в 6 раз, стали У8 — в 4 раза.

Коррозионная стойкость в НзР04 стали

45 и стали У8 увеличилась в 4 раза.

Коррозионная стойкость в HN03 армкожелеза увеличилась в 5 раз, стали 20 и стали 45 — в 2 раза; стали У8 — в 3 раза.

В то время как ванадийалитированное покрытие повышает коррозионную стойкость в указанных средах стальных изделий в 2 — 3 раза по сравнению с необработанным материалом, насыщение в предлагаемом составе повышает износостойкость в 5 раз по сравнению с необработанной сталью У8.

При исследовании свойств диффузионных покрытий на сплаве ВТ1 установлено, что вольф рамоалитиров ание повышает жаростойкость титановых сплавов в 10 — 12 раз (Т,.„, 800 С, 1„с„, 100 ч) и износостойкость в 3 — 4 раза.

Состав для комплексной обработки металлических изделий, содержащий окись алюминия, алюминий и активатор, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава и повышения износо- и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит окись вольфрама, порошок титана и парафин, а в качестве активатора— хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас. о/о.

Окись вольфрама

Порошок титана

Алюминий

Хлористый аммоний

Парафин

Окись алюминия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 377447, кл, С 23С 9/02, 1971.