Способ получения карбидных покрытий на металлах и сплавах

Способ получения карбидных покрытий на металлах и сплавах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ, ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

С оцналнстнчвскнк

Рес убпнк ® » (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 113.179 (21) 2836963/22-02 (51)М. КЛ.

С 23 С 11/10 с присоединением заявки Hc»(23) Пр»иоритвт

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1509.81. Бюллетень М34

Дата опубликования описания 150981 (53) УДК 621.785.51. .539 (088.8) (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДНЫХ ПОКРЫТИЙ

HA МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Изобретение относится к химикотермической обработке. материалов, широко применяемой в промышленности для повышения эксплуатационных свойств изделий.

Известен способ нанесения карбидных покрытий на поверхность сплавов при пониженном давлении, согласно которому изделие помещают в камеру с порошком карбидообразующего металла, в ней создают вакуум 10-" мм рт.ст., нагревают до 950-2000 С,вводят четыреххлористый углерод и осуществляют выдержку в течение 2-4 ч (lj.

Однако указанный способ характеризуется недостаточной толщиной образующихся карбидных слоев, их низкой пластичностью, а также невозмож (остью получать карбидные покрытия 1на беэуглеродистых и малоуглеро- 20 дистых материалах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения на поверхность металлов и сплавов покрытий на основе карбида титана, включающий в себя помещение изделий в камеру с древесным углем и порошками титана и хрома, вакуумирование до 10 мм рт.ст., нагревание до температуры изотермической выдержки, повторное 30 вакуумирование до 10 " мм рт.ст., введение четыреххлористого углерода и изотермическую выдержку (2).

Однако покрытия на основе карбида титана, полученные таким образом, характеризуются недостаточной корроэионной стойкостью.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что изделия помещают в камеру с порошковой смесью, содержащей следующие компоненты, вес.%: хром 3556, древесный уголь 20-50, ванадий 15

15-24.

Камеру герметизируют. Создают в ней вакуум 10 " мм рт.ст., отключают вакуумный насос и производят нагрев до температуры изотермической выдержки. По достижении последней проводят повторное вакуумирование камеры до давления 10 " мм рт.ст., отключают вакуумный насос, вводят 4-5 мл четыреххлористого углерода иэ расчета на 1 м насыщаемой поверхности и осуществляют выдержку в течение 1-6 ч.

После окончания процесса нанесения покрытий изделия вместе с камерой охлаждают до комнатной температуры

863714 и подвергают дальнейшей механической и термической обработке.

Пример 1. Изделия из технического железа и из стали У10А помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Древесный уголь 35

Порошок ванадия 15

Порошок хрома 50

Камеру герметизируют и вакуумируют до 10 мм рт.ст., затем форвакуумный насос отключают, камеру нагревают до 1050 С, вновь вакуумируют до

10 мм рт.ст., вводят в йее 10 мл/м четыреххлористого углерода и осуществляют выдержку 2 ч. После окон- 15 чания выдержки камеру с изделиями охлаждают до комнатной температуры.

В результате на изделиях из технического железа образуется покрытие толщиной 5,0 мкм с микротвердостью

2000 кгс/мм, выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения, Коррозионная стойкость составляет в воде 0,0136 г/м .ч; в

0,1 н.растворе Н ЯО4 в воде — 25

0,2610 г/м .ч.

На изделиях из стали У10А образуется покрытие толщиной 14,0 мкм с микротвердостью 2400 кгс/мм, выдерживающее 3 цикла пластического деформирования до разрушения, корроэионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0130 кг/м .ч;

Q. в 0,1 н. растворе Н ЯО4 в воде

0,2605 г/м ч.

Пример 2. Изделия из технического железа и иэ стали У10А помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Древесный уголь 36 40

Порошок ванадия 19

Порошок хрома 45

Камеру герметизируют и вакуумируют до 10 " мм рт ° ст. Затем форвакуумный насос отключают, камеру нагревают 4 до 1050 С, вновь вакуумируют до

10 мм рт.ст., вводят 10 мл/м четыреххлористого углерода и осуществляют изотермическую выдержку 2 ч.

После окончания выдержки камеру с @ иэделиями охлаждают до комнатнОй температуры. .В результате на иэделиях из тех- нического железа образуется покрытие толщиной 5 мкм с микротвердостью

2000.кгс/мм выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0138 кг/м ч; в 0,1 н растворе H SO4 в воде - 0,2612 г/м ч. 40

На изделиях из стали У10А образуется покрытие толщиной 14 мкм с микротвердостью 2400 кгс/мм, выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозион- Я ная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0133 г/м .ч; в 0,1 н. растворе Н,ЯО в воде

0,2608 г/м ч.

Пример 3. Образцы из технического железа и стали помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Древесный уголь 20

Порошок ванадия 24

Порошок хрома 56

Камеру герметизируют и вакуумируют до 10 мм рт.ст. Затем форвакуумный насос отключают и камеру нагревают до 1050 С, вновь вакуумио

t руют до 10 мм рт.ст., вводят

10 мл/м четыреххлористого углерода и осуществляют изотермическую выдержку в течение 2 ч, после чего камеру с образцами охлаждают до комнатной температуры.

В результате на иэделиях образуется покрытие толщиной 4 мкм с микротвердостью 1900 кгс/мм, выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0134 г/м -ч; в 0 1 н.растворе Н ЯО4 в воде0,2606 г/м .ч.

На образцах из стали У10А образуется покрытие толщиной 14,0 мкм с микротвердостью 2300 кгс/мм, выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Корроэионная стойкость составляет в воде 0,0128 г/м ч; в 0,1 н.растворе

Н Я04 в воде - 0,2600 г/м -ч.

Предлагаемый способ позволяет увеличить коррозионную стойкодть карбидных покрытий в 1,5-1,8 раз.

Компоненты, используемые в процессе нанесения покрытий, не налипают на поверхность изделий. Загрязнения окружающей среды не происходит.

Предлагаемый способ вэрывобезопасе»

Формула изобретения

Способ получения карбидных покрь; тий на металлах и сплавах, включающий загрузку деталей в камеру с порошковой смесью, содержащей хром и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насыщения, выдержку, повторное вакуумирование, заполнение камеры четыреххлористым углеродом, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стой-. кости, в порошковую смесь дополнительно вводят ванадий при следующеь ааотношении компонентов, вес.Ъ:

863714

20-50

35-56

15-24

Древесный уголь

Хром

Ванадий

Составитель Р. Клыкова

Редактор М. Пяткина Техред А. Савка Корректор М. шарохин

Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7711/43

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Защитные покрытия на металлах.

К., Наукова думка, вып. 5, 1971, с. 65.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2615213/22-02, кл. С 23 C 11/10 1979.