Способ получения силицидного покрытия на стальных изделиях

Способ получения силицидного покрытия на стальных изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

5.

8.8) В. А. Клевчишкин,. Н. Д. Комаров, Л. А. Шварцы

В. С. Пикашов, В. Н. Ацтерман, А. А. Жданов и Г. ®5@+ {72) Авторы изобретения

- !:!! И-!

Производственно-техническое предприятие

Бентральный научно-исследовательский инст и Институт газа АН Украинско

< )

Энерт"ЬВрФеТ,";" тут щрфЯ(МеФаллургфи (7!) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИБИДНОГО ПОКРЫТИЯ

НА СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к химико-тер .мической обработке, в частности к спо»

1 собам получения силикатных покрытий на металлах, например на радиационных трубах.

Известен способ нанесения зашитных оксидных и силикатный покрытий, например, в виде эмалей 31)

Недостатки этих способов заключаются в их сложности, определяемой необходимостью расплавления или размягчения ! о заранее приготовленных составов, распределения их по поверхности металла и трудностью нахождения составов покрытий, имеюших линейный коэффициент тер!

5 мического расширения, близкий к таковому для металла, Обычно жаростойкие покрытия не выдерживают резких и частых колебаний температуры и поэтому отслаиваются от основы.

Наиболее близким по технической сушности и предлагаемому изобретению является способ получения зашитного покрытия, включаюший нагрев до 1100-2

1200оС в смеси порошков кремния и кремнезема в присутствии эашитной атм, сферы и выдержку в течение 4-бч f2).

Недостаток такого способа состоит в том, что нанесенное покрытие имеет низкую степень черноты порядка 0,1, что снижает эффективность егр исполь-, зования в агрегатах, теплообмен в которых осушествляется излучением с помошью радиационных нагревателей.

Целью изобретения является повышение степени черноты, гаэоплотности и корроэионной стойкости поверхностного слоя.

Бель достигается тем, что согласно способу, включаюшему нагрев в смеси порошков кремния и кремнезема в атмосфере водорода до 1100-1200 С в течение 4-бч и охлаждение, силипированную поверхность металла дополнительно окисляют при 1000- 1100оС в течение 4-бч на воздухе так, что при

1 этом отношение толшины окисленного

3 слоя к толщине силиаированного слоя составляет 0,3-0,5.

При указанной обработке продукты окисления - кремнезем и закись железа вступают в реакцию и образуют плотную, черную пленку, состоящую из химического соединения - силиката железа. Эта пленка обладает высокой газоплотностью и большой степенью черноты. Вследст» вие того, что в процессе окисления участвует кремний, растворенный в железе, образующаяся пленка оксидов прочно связана с металлической матри- б цей. Поэтому при резких изменениях температуры такая пленка при условии, что она имеет определенную малую тол,щину, не отслаивается от металла. Для обеспечения этой связи пленки и матрицы глубина силицнрованного слоя должна быть не менее 100-200 мкм, Увеличение глубины этого слоя сопровождается увеличением концентрации в нем крейния, появлением хрупкости и излишней толщины окисленной пленки, что может привести к отслаиванию силикатного покрытия.

910836

Оксидиое силицированное (предлагаемый способ) 0,80 0,83

0,78

0,76

Силицированное покрытие (известный способ) 0,20

0,22

0,17

0,12 чающий нагрев в защитной атмосфере до 1100-1200оС в смеси порошков кремния и кремнезема в течение 4-бч

40.и охлаждение, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени черноты, гаэоплотности и коррозибнной стойкости поверхностного слоя, после охлаждения дополнительно прово4$ дят окисление при 1000-1100оС в течение 4--бч в атмосфере воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5Q 1. Аппен А. А. Температуроустойчивые неорганические покрытия, Л., "Химия, 1976, с. 106-137.

2. Авторское свидетельство СССР

% 526679, кл. С 23 С 9/04, 1973.

ВНИИПИ Заказ 1050/6 Тираж 1049 Подписное

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

Проведены испытания трех образцов стали Х23Н18 с оксидным силицированиым покрытием. В течение 300 сут внешний вид поверхности образцов ие изменяется по сравнению с исходным, а привес 0,3-0,7%. За тот же период образцы по известному способу показывают привес порядка 10%.

Таким образом, оксидные силицировакные покрытия имеют в 5 раз выше значения. степени, черноты и в 5 -7раз выше коррозиойную стойкость и газоплотность при длительной службе в восстановительной атмосфере по сравнению с известными.

Формула изобретения

Способ получения силицидного покрытия на стальных изделиях, вклю4

Выбор приведенных параметров основан на экспериментальном изучении; процесса. В указанной области температур (1000- 1100 С) окисление поверхности силицированного металла и образование плотной пленки Fe Si04 (файялит) завершается уже в течение

4-бч. За это время происходит окисление силицированного слоя на глубину

10 порядка 75 мкм при его общей глубине около 200 мкм.

Пример. Силицированию и последующему окислению на воздухе подвер15 гают образцы стали Х23Н18 при 1000 С в течение 4-бч. При этом на поверхности получают черный силикатный слой толшиной 100-200 мкм, вследствие чего степень черноты стали существен20 но повышается.

Результаты измерений степени черноты при нагреве в атмосфере диссоциированного аммиака образцов, обработанных по предложенному и известному способам представлены в таблице.