Расплав для химико-термического нанесения медного покрытия на металлы

Расплав для химико-термического нанесения медного покрытия на металлы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<п857298

К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0712.79 (21) 2849550/22-02 (51)М. Кл с присоединением заявки ¹

С 23 С 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230881.Бюллетень N9 31

Дата опубликования описания 2 0881 (53) УДК 62,1. 793. . 4 (088. 8)

/ (A.Ñ.×óðêèH, Г.A.Toïoðèùåâ, Б.A.Âàñèëüåâ и П;И.Булер (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.M.Kèðoâà (71) 3а яв итель

e(54) РАСПЛАВ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ

МЕДНОГО ПОКРЫТИЯ HA МЕТАЛЛЫ

5-10

3-8

18-25 !

Изобретение относится к получению покрытий на поверхности изделий химическим методом и может быть использовано в машиностроении при обработс ке деталей, работающих в узлах трения для уменьшения износа, в процессах обработки металлов давлением для уменьшения .усилий деформирования и для зашиты поверхности изделий от высокотемпературной коррозии.

Известно применение солевых рас- плавов, содержащих основной реагирующий компонент (CuCI), для химического нанесения медных пленок на поверхность иэделий, например стальных P). 15

Однако применение этого солевого расплава ограничено высокой летучестью основного компонента (CuCI), а также его токсичностью за счет термического разложения и выделения в газовую фазу хлора при температурах свыше бООоС. е

Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является состав расплава для химикотермического нанесения на металлы, нагретые свыше 750 С, с целью получения покрытия из других металлов, например меди, на поверхности стальных иэделий. Смесь для нанесения покрытий 30 содержит соединения бора и окислы меди, цинка, никеля и др. наносимых мет аллов (2 ).

Главными недостатками известных смесей являются высокая температура нагрева 750-1400 С, необходимость применения инертной атмосферы и восстановителя (уголь, кремний или газообразный водород).

Цель изобретения — созт1ание расплава для химико-термического нанесения медного покрытия на поверхность изде I лий иэ металлов, обладающих большим химическим сродством к .кислороду, чем медь, и имеющего температуру плавление ниже 750оС и малую вязкость при температуре обработки изделий в расплаве.

Эта цель достигается тем, что в смесь, содержащую окись бора и закись меди, дополнительно вводят окислы и фтористые соединения шелочных и щелочноземельных металлов, при этом содержание всех укаэанных компонентов должно быть в следующих соотношениях, вес.Ъ:

Закись меди

Окись лития

Окись натрия

857298

Кремнефтористый натрий 6-8

Криолит 8-10

Фтористый кальций 1-3

Окись бора Остальное до 100

Названные компоненты вводят в расплав тетрабората натрия и эакиси меди для понижения вязкости и температуры размягчения. Кроме того, концентрации окиси натрия (18-25%), окиси лития (3-8%) и оКиси бора в различных соста-1О

Вах предлагаемого изобретением расплава выбирают такими, чтобы они

0 обеспечивали отношение%No о+ о 4 20

- !о 2< близкое к имеющемуся 0"! " в соевою

15 динении йа 8407. Это делают с целью ограничения исйарения Na<0, L f< 0 и В О в газовую фазу. Окись бора, способная образовать с окислами щелочных металлов соединения, снижает термодинамическую активность этих 20 окислов и тем самым уменьшает их переход в газовую фазу. Содержание

CaF ограничивают в расплаве,вес Ъ

1-3, так как именно при малых содержаниях фторид кальция наиболее резко

Таблица 1

Смесь Содержание компонентов, вес.Ъ

Си О !! Офка О(ИвЯ! Г (!!в А! Г)СаГ (В О !

1 5 3 18 б 8 1 Остальное до 100%

9 2 То же

2 7 5 22 7

3 10 8 25 8 10 3 в течение одного часа. Полученные оксиднофторидные расплавы имеют сле40 дующие физико-химические характеристики, которые представлены в табл. 2.

Таблица 2

Смесь, Р

Температура размягчения

Вязкость расплава при 650700 С, П

4-3

1,8-1,5

1-0,8

Более 100

550-600

520-540

480-500

600

Известная

Наиболее жидкотекучим при темпера. туре 650-700 С является расплав 9 3.

Он использован для нанесения меди на

I металлы, обладающие большим химическим сродством к кислороду, чем медь. ц)

Для меднения берут образцы толщиной 1 мм, размерами 10х10 мм из армкожелеза, никеля, молибдена, ниобия, вольфрама, стали х13 и 12X18H10T..

Листовые образцы указанных размеров

Каждую смесь сплавляют отдельно в

Корундовом тигле в открытой печи сопротивления при температуре 900 С с выдержкой при заданной температуре снижает вязкость оксидных расплавов.

Криолит и кремнефтористый натрий вводят в расплав соответственно в пределах, вес.Ъ: 8 — 10 и 6 — 8, так как именно при таких содержаниях этих компонентов удается получить (табл. 2) наименее вязкие расплавы.

Механизм воздействия фтористых соединений на оксидные расплавы заключается в том, что фтор, содержащийся в них, переходя в расплав, участвует в процессах перегруппировки крупных комплексных частиц, образованных, например, бором и уменьшает их размеры, снижая вязкость. Cu 0 — основной реагирующий компонент расплава. Введение в исходную смесь, вес.% 5-10

Си<0 обеспечивает предельное насыщение расплава этим компонентом и создание условий для длительного проведения процесса меднения по мере расхода окислов меди. Для получения оксидного расплава приготовляют три смеси ингредиентов (табл. 1)!

Результаты опытов приведе табл. 1. погружают в расплав смеси 9 3 и вью держивают в нем при температуре 700 С в течение 20-60 мин в зависимости от активности металлов по "отношению к кислороду,а также от скорости подвода ионов меди в расплаве к обрабатываемой поверхности, которая зависит от вязкости расплава и концентрации в нем окислов меди. При концентрации Cu@0 в 5% скорость выделения меди на по85.7298

Формула изобретения

CocTaBUTeJIb Е. Перекатова

Редактор В. Лазаренко у Техред Н Ковалева . Корректор Н. Швыдкая(Заказ 7155/45 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 верхности армко-железа. составляет

1.10 r-ат Cu/cM,c. На образцах из перечисленных металлов получаем пленки меди толщиной 4 10 см. Толщина медного покрытия на образцах определяется по стандартной методике.

Расплав для химико-термического нанесения медного покрытия на металлы, включающий окись бора и закись меди, отличающийся тем, что, с .целью снижения температуры процесса меднения и вязкости расплава, он дополнительно содержит окислы лития и натрия, натрий кремнефторис- !5 тый, криолит и кальций фтори<-тый при следующем содержании ингреди ;нтов, вес.Ъ:

Закись меди 5-10

Окись лития 3-8

Окись натрия 18-25

Натрий кремнефтористый 6-8

Криолит 8- 10

Кальций фтористый 1- 3

Окись бора Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3311458, кл. 29-183.5, опублик. 1967.

2. Патент Англии р 1344983, кл. С 7 F опублик. 1974.