Способ диффузионного насыщения металлов и сплавов

Способ диффузионного насыщения металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ >863710 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0611,79 (21) 2836268/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 15098L бюллетень N9 34

Дата опубликования описания 150981 (51)М. Кл.з

С 23 С 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 785. .5.06(088.8) )

1

Физика-механический институт йй украинской СР, / (71 ) 3a яв итель (5 4 ) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

И СПЛАВОВ

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов для получения защитных покрытий и может найти применение в энергетической, авиационной, электротехнической, химической промышленности и приборостроении.

Известны способы получения диффузионных покрытий из расплавленных металлов, содержащих навески наносимых металлов. В качестве транспортных раснлавов применяют как натрий, так и другие легкоплавкие металлы, в том числе и свинец (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения покрытий на основе молибдена, который предусматривает применение в качестве транспортного расплава жидкого натрия, позволяющего за счет высокой 20 химической активности проводить подготовку поверхности детали перед диффузионным насыщением (снятие окисных пленок) непосредственно в рабочей ампуле, что обеспечивает высокую технологичность способа. Применение в качестве транспортного расплава жидкого натрия позволяет также легко и без остатка удалять транспортный расплав с поверхностей 30 деталей сложной конфигурации, а также замкнутых трубчатых систем (например пароперегревателей и теплообменников энергетических уста новок) (2) .

Однако известно, что при нанесении диффузионных покрытий из жидкометаллического раствора одним из основных требований является растворимость наносимого элемента в транспортном расплаве. Чем выше скорость растворения диффузанта при выбранной температуре, тем эффективнее идет процесс диффузионного насьацения, тем больший слой покрытия можно сформировать на поверхности детали за одно и то же время. В этом смысле натрий как транспортный металл значительно уступает свинцу, растворимость в котором большинства металлов значительно выше. Вместе с тем использование в качестве транспортного расплава жидкого свинца требует специальной предварительной подготовки поверхности для обеспечения надежного смачивания детали расплавом.

Кроме того, затруднительно удаление транспортного расплава с поверхности детали после окончания процесса диффузионного насыщения. Перечислен863710

Формула изобретения

Корректор М. Шароши

Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7711/93

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ное делает неприемлемым применение жидкого свинца в качестве транспортного металла при нанесении защитных диффузионных покрытий на внутренних поверхностях деталей сложной конфигурации и замкнутых систем.

Целью изобретения является ускорение диффузионного насыщения.

Цель достигается тем, что согласно способу диффузионного насыщения металлов и сплавов путем выдержки при заданной температуре в транспортном расплаве натрия, содержащем насыщающий компонент, в транспортный расплав дополнительно вводят свинец при следующем соотношении компонентов, об.Ъ: 15

Свинец 40-70

Натрий 60-30

Экспериментально установлено, что для обеспечения технологичности процесса подготовки поверхности изде- gp лия (снятие пленок) и удаления транспортного расплава с его поверхности после нанесения покрытия (выщелачивание в воде) содержание натрия в транспортном расплаве не должно быть меньше 30 об. t. Одновременно показано, что процесс растворения всех выбранных диффуэантов и переноса их к поверхности насыщаемого металла протекает с достаточной активностью при содержании свинца в транспортном рас- ЗО плаве не менее 40 об.Ъ.

Пример.1. На медь или медный сплав наносят пластину или серебро.

В расплав, состоящий из 40 об.Ъ свинца и 60 об.% натрия с добавкой З5

0,3 вес.Ъ мелкой стружки платины или серебра, помещают покрываемую деталь и выдерживают 5 ч при 450 С в атмосфере аргона. После этого расплав с роверхности покрытой детали удаляют выщелачиванием в воде.

Толщина полученного диффузионного слоя платины на детали составляет

170 мкм (при нанесении по известному способу иэ расплава натрия — 30 мкм).

Толщина слоя серебра составляет

265 мкм (из расплава натрия - 100 мкм)

Пример 2. На армко-железо, низкоуглеродистую или слабо легированную сталь наносят рений или вольфрам.

В расплав, состоящий из 50 об.Ъ свинца и 50 об.Ъ натрия с добавкой

0,3 вес.% порошка рения или фольфрама, помещают покрываемую деталь и выдерживают в атмосфере аргона 25 ч при ОООО С. После извлечения иэдеСоставитель P. К

Редактор М. Циткина Техред A. Савка лия из ампулы с расплавом проводят выщелачивание в воде.

Толщина полученного диффузионного слоя рения на детали составляет

135 мкм (при нанесении по известному способу иэ расплава натрия — 23 мкм).

Толщина диффузионного слоя вольфрама на детали составляет. 197 мкм (при нанесечии из расплава натрия

64 мкм).

Пример 3. На железо или ниэкоуглеродистую сталь наносят диффузионное покрытие титана.

В расплав, состоящий иэ 70 об.Ъ свинца и 30 об.% натрия с добавкой

0,3 вес.Ъ порошкового титана, помещают покрываемую деталь и выдержи вают 10 ч при 900 С в атмосфере аргона. После вскрытия реакционной ампулы, изготовленной иэ того же материала, что и покрываемая деталь, расплав с поверхности последней удаляют выщелачиванием в воде.

Толщина полученного диффузионного слоя титана на детали составляет

145 мкм. При нанесении иэ натрия за то же время и при той же температуре получено покрытие толщиной 35-40 мкм.

Предлагаемый способ позволит значительно улучшить технологию нанесения, качество и эксплуатационные характеристики диффузионных покрытий на конструкционных металлах, работающих в условиях воздействия корроэионно-активных сред при повышенных температурах.

Способ диффузионного насыщения металлов и сплавов путем выдержки при заданной температуре в транспортном расплаве натрия, содержащем насыщающий компонент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения диффузионного насыщения, в транспортный расплав дополнительно вводят свинец при следующем соотношении компонентов, об.В:

Свинец 40-70

Натрий 60-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шатинский B.Ô. и др. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких металлов. К., Наукова думка, 1976, с. 55-63, 92-102 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 298701, кл. С 23 С 9/08, 1968. лыкова