Способ получения алюмохромотитановых покрытий на стальных изделиях

Способ получения алюмохромотитановых покрытий на стальных изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оll ИСАНИЕ 91277З

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТО РСХОМУ СВИДЕТЮЛЬСТЗУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву—

Союз Советеннх

Соцнаинетнчесннх

Рес уби (5l)M. Кл.

С 23 С 9/02 (22) Заявлено 2б. 04..79 (21.) 2759770/22-02 с присоединением заявки №вЂ”

3Ъвудврвтвевы11 квмхтет

СССР пв делен изебретвнхй н юткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15;03.82. Бюллетень № 10

{53) Д (621. 785. .51.539 (088. в) Дата опубликования описания 15.03. 82 (72) Авторы изобретения

Ю,Ф.Новиков, В;Н,Михайлин и В.А.Теслен

l

Центральный научно-исследовательскими и проектнотехнологический институт механизации»м-элейтрификации животноводства южной зоны СССР (71) Заявитель

I (54 ) СПОСОБ:ПОЛУЧЕНИЯ АЛ10МОХРОМОТИТАНОВЫК:

ПОКРБ1ТИИ НА СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЧХ

Изобретение относится к химико: термической обработке металлов и сплавов, в час гности к процессам; комплексного диффузионного насыщения несколькими легирующими элеиеи тами, и может быть использовано дпя. поверхностного. упрочнения деталей в химической, цветной и черной металлургии, .в сельхозмашиностроении, . авио-., ракето- и судостроении.

Известен шликерно-порошковый ме- .

10 тод покрытия, когда на изделий наносят суспензию, содержащую легирующие элементы и связку. После этого изделие отжигают в .порошковой насыщающей смеси при 900-1100оС Я ..

Недостатком этого способа являют- . ся длительность процесса обработки из-за подготовительно-заключительный операций, например подготовки шли-. керов, порошков, обмазок, актива- торов, очистки, уборки наплывов и т.д. неточность и сложность регулировки процесса; недостаточная плоз" ность и чистота получаемого покрытия, что приводит к снижению коррозионной стойкости изделий.

Цель изобретения — ускорение и упрощение процесса обработки, повышение плотности и чистоты поверхности получаемого покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что диффузионное покрытие задан ной толщины и состав формируется при термодиффузионной выдержке из сложнолегированного слоя, причем сначала наносят слой алюминия толщиной 2:.3 мкм при разложении паров триизобутилалюминия цри 240-250 С, затем при 330-370оС слой титана толщиной

2-5 мкм из паров тетрабутоксититана

;и слой хрома толщиной 10-15 мкм иэ паров бис-аренового хроморганического соединения "Бархос", а затем на стадии охлаждения изделия при 300350 С наносят уплотняющий слой хрома толщиной 2-3 мкм иэ паров хромор,ганического соединения "Бархос".

773 ф слой легирующего элемента, его. карбида нли окисла.

При необходимости получения сложнолегированных покрытий типа "Сэндвич" подачу паров различных элементоргянических соединений осуществляют по" следовательно. Кроме того, на изде912 лие легирующие элементы могут наноситься в такой последовательности, 1О,чтобы при последующей термодиффузионщих элементов улучшали диффузию элементов из предыдущих слоев.

Пример . Нанесение алюмохро-!

S мотитанового покрытия на сталь У9. !

Па стадии нагрева при 260оС осаждают слоИ 2-3 мкм- алюминия, используя триизобутилалюминнй..Затеи при 350 С первоначально осаждают в течение 2-3 р11 мин слой титана толщиной 2-5 мкм, используя тетрабутоксититан, а затем слой хрома толщиной 10-15 мкм, используя пары бнс-аренового хроморганического соединения "Бархос", после чего

25 осуществляют термодиффузионную выдержку при 1050 С в течение 6 ч.Amoминий способствует диффузии титана, а титан †:диффузии хрома.

Подаваемые. в камеру пары элементорганических соединений при контактировании с нагретой деталью разла30 ,гаются и осаждаются на ее поверхности. Скорость осаждения легнрующих элементов на нагретую деталь разнообразна обычно 5-20 мкм/мин и зависит как от вида элементорганического соединения, так и от других факто- SS ров, например температуры процессов, концентрации подаваемых паров и т.п.

При установившейся технологии толщина осаждаемого легирующего слоя обычно пропорциональна времени процесса.

После осаждения требуемого слоя легирующих элементов температуру изделия повышают до температуры термодиффузионной выдержки, а подачу паров металлорганических соединений пре- 45 кращают.

Термодиффузионная выдержка обеспе-чивает насыщение поверхностного слоя элементами легирующего слоя. Скоростью нагрева и продолжительностью термодиффузионной выдержки регулируются концентрация и глубина диффузионного слоя. Затем обогрев прекращают и образец охлаждают. На стадии охлаждения при температурах пиролитического разложения в камеру вновь подают их пары и осаждают на диффузионное

tl покрытие уплотняющий (залечивающий ) 3

Предложенный способ наиболее прост и дешев, так как обеспечивает более точную дозировку легирующих элементов в диффузионном слое, Кроме того, позволяет повысить качество и производителньость всего процес са, так как скорость доставки легнрующих элементов к упрочняемой поверхности при пиролитическом осаждении легирующих элементов в 30-80 раз выше других методов, в том числе и электролнтического.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделия, например, из низкоуглеродистых или высокоуглеродистых сталей очищают, обезжиривают и загружают в камеру (возможно газовое травление непосредственно в реакционной камере перед процессом осаждения покрытия). После. герметизации и вакуумирования камеры изделие нагрева - ют одним из известных способов до температуры пиролитического разло-,:. жения осаждаемых элементорганических соединений.

I,ной выдержке предыдущие слои легируюПосле термодиффузионной выдержки температуру изделия снова снижают до 400 С, в реакционную камеру запускают пары ."Бархоса" и осаждают на диффузионное покрытие карбид хрома (2-3 мкм). Этот прием позволяет уплотнить поверхностные слои диффузно1шого покрытия, а также повысить класс чистоты поверхности, так как после термодиффузионной выдержки нли термообработки при снижении температуры изделия в слоях покрытия появляются микродефекты, вызванные разностью термофизических коэффициентов элементов покрытия и подложки, а также днффузией элементов изделия на поверхность во время термодиффузиоиной выдержки,. В результате на образце получают плотный диффузионный слой карбидов хрома и титана толщиной 50-60 мкм. Микротвердость диффузионного слоя по глубине состав ляет 3300-2400 кг/мм

Таким образом, предложенный способ получения многокомпонентных диффузионных покрытий обеспечивает дешевизну,.точность и простоту процесса при одновременном повышении произво дительности, а также плотности и чистоты. поверхности покрытия.

5 91

Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Л.Веселовская Техред.Л. Пекарь Корректор У.Пономаренко

Заказ 1322/36 Тираж 1049ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения алюмохромотита" новых покрытий на стальных изделиях, включающий нанесение на изделие легирующего вещества, нагрев до 10001100 С и выдержку при этой температуре, отличающийся тем, что с целью ускорения и упрощения процесса обработки, повышения плотности й- чистоты поверхности получаемого покрытия, нанесение легирующего вещества осуществляют пироли" . тическим осаждением послойно, причем сначала на стадии нагрева осаждают слой алюминия толщиной 2-3 мкм при 240-260оС из паров триизобутилалю2773 6 миния, потом осаждают слой титана толщиной 2-5 мкм при 330-370 С иэ паров тетрабутоксититана, затем осаждают слой хрома толщиной 1О"15 мкм при той же температуре из паров бисаренового хроморганического соединения, после чего осуществляют ыдержку, а затем на стадии охлаждения пиролитическим осаждением нано» сят слой хрома при 300-350 С из паров хроморганнческого соединения тощиной 2-3 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 1. Сб. "Иеталлургия", Иинск,изд.

БПИ, 1973, Ф 4, статья Сосновско= го Л.А. и др.