Состав для получения меднокремниевых покрытий на стальных изделиях

Состав для получения меднокремниевых покрытий на стальных изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) До пол нитель ное к ввт..с вид-в у— (22) Заявлено.270231 (21) 3252767/22-02 (51) М. КЛ. с присоединением заявки ¹С 23 С .9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0709.82. Бюллетень ¹ (53) УДК 621 785 .51.06(088.8) Дата опубликования описания 070982,г, В.А;Генель, Т.П.Старосъетская, П.Т.Горячев И НЛ1.Алешин

1 Ф

Центральная научно-исследовательская ла оратория . полимерных контейнеров (72) Авторы изобретения (71) Заяв итель (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНО-КРЕМНИЕВЫХ

ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

15

25

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке поверхности стали, в частности к нанесению на. ее поверхность защитных диффузионных медно-кремниевых покрытий.

Известна смесь для силицирования (40% 5 57т "12 0з 3% .NaF) с добавкой Си 1-30% L1) .

При добавлении Си более 103 ,скорость роста покрытий резко увеличивается.

Наиболее близким к предлагаемому является смесь любых (не менее двух) порошкообразных металлов иэ группы

Си, Я1, Ni, Mn, Mo, Co с водорастворимой смолой и железным порошком, которая обрабатывается антиокислителем. Обработку проводят при 11001200оС 1 ч (2).

К недостаткам этого состава слвдует отнести необходимость в применении чистых порошкообразных метал лов. Кроме того, необходима дополнительная операция — обработка антиокислителем.

Целью изобретения является удешевление состава и упрощение процесса обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, включающий кремнийсодержацее вещество и соединение меди, в качестве кремнийсодержащего. вещества используют двуокись кремния, а в качестве соединения .меди хлорид меди при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ. Хлорид меди 55-65. Двуокись кремния 35-45.

Приготавливают смесь, состоящую иэ монохлорида меди и двуокиси кремния. Затем смесь тщательно перемешивают и вместе со стальными образцами помещают. в керамическую лодочку. Установка, в которой проводят процесс, представляет собой трубчатый реактор иэ нержавеющей стали, герметизированный с одной стороны и связанный с атмосферой через водяной затвор с другой. Нагрев осуществляют в трубчатой печи, контроль температуры — термопарой с милливольтметром. Перед нагревом лодочку вместе с.насыщающей смесью и образцами помещают в зону нагрева реактора.

После нагрева и изотермической выдержки реактор извлекают из печи и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Затем иэ него извлекают покрытые образцы.

956616

Таблица 1.Толщина покрытия, мкм

Значение микротвердости в середине смеси, кгс/мм

CuCI

SiO<

CuCI

Si0

CuCI

810,„

40.

90

Таблица 2

Потери веса мг/мм

Время, сут

10%" раствор Н Б0

НС1

10% раствор

Вез покрытия

С покрытием

0,47

0,74

1,02

1,310

1,916

2 43

1,275

1,495

1,715

1,915

2,055

2 505

0,02

0,02 . 0,033

0,033

0,044

0,048

О, 018

О, 018

0,018

О, 018

Оi018

0 020

2

3.

Состав смеси содержит вес.%

CuCl 55-65, SiOg35-45. При нагревании до 430-450ОС смесь разлагается с выделением газообразного хлора, который стравливает окисную пленку на стали. 5

Пример 1. Приготавливают исходную смесь состава, вес.%: CuCI

55, SiO145 и тщательно ее перемешивают. Полученную шихту вместе с образцами иэ стали Ст.3 .помещают в кера- 10 мическую лодочку, которую устанавливают в стальной реактор с водным затвором, нагревают в печи до 1100ОС и выдерживают при этой температуре

15 мин. 15

После отключения печи реактор охлаждают. на воздухе до комнатной температуры и извлекают образцы. Толщина покрытия 30 мкм, микротвердость

92 кгс/мм1

Пример 2. Приготавливают на, сыщающую смесь состава, вес.%:

CuCI 60 и. SiO@ 40 и тщательно перемешиваЮт. Остальные операции проводят согласно примеру 1. Температура нагрева 1100ОС, время выдеряски 20 мин. Толщина покрытия 35 мкм,, микротвердость 92 кгс/мм

Пример 3. Составляют насыща" ющую смесь состава, вес.%: CuCI 65 и ЯЫ135 и тщательно перемешивают.

Остальные операции проводят согласно примеру 1. Температура нагрева 1100ОС, время выдержки 25 мин." Толщина покрытия 32, микротвердость 90 кгс/mP.

Предлагаемый состав исключает применение чистых порошкообразных

Состав насыщающей смеси., вес.% металлов, упрощает и удешевляет технологический процесс при сохранении качества покрытия.

В таб.1 представлены значения толщины и микротвердости медно-кремниевых покрытий, полученных при

1100ОС и выдержке 5-60 мин.

Покрытие осуществляют на образцах из стали Ст.3. Твердость их основы после химико-термической обработки 116 кгс/мм .

Для определения прочности сцепления покрытия со стальной основой покрытые образцы в виде пластин перегибают несколько раэ до разрушения.

Отслаивание покрытия при этом не наблюдается. Определение корроэионной стойкости стальных образцов с меднокремниевым покрытием проводят в

10%-ых водных растворах соляной и серной кислот.

В табл.2 приведены результаты испытания образцов с медно-кремниевым покрытием и без него в 10%-ых водных растворах соляной и серной кислот.

Таким образом, предлагаемый состав позволяет упростить технологию получения покрытия, устранив дополнительную операцию по обработке его поверхности антиокислителем, удешевить технологический процесс, сохраняя качество покрытия, исключить применение чистых порошкообразных металлов.

Все это сделает возможным широкое промышленное внедрение предлагаемого состава.

С покрытием Без покрытия

956616

Формула изобретения

Составитель А.Бурлинова

Редактор Л.Авраменко ТехредМ.Надь Корректор А. Дзятко с

6526/8 Тираж 1053 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Состав для получения медно-кремниевых покрытий .на стальных иэделиях, включающий кремнийсодержащее вещество и соединение меди, о т л ич а ю m .и и с я тем, что, с целью . удешевления состава и упрощения процесса обработки, в качестве кремнийсодержащего вещества состав содержит двуокись кремния, а в качестве соединения меди — хлорид меди при следующем соотношении компонентов, вес.Вг

Хлррид мегги 55-65

Двуокись кремния 35-45

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дзядыкевич Р.В. и др. Влияние меди на процесс силицирования тугоплавких металлов. Известия AH СССР

"Мет", 1980, гг 4, с.203-206.

2. Патент Япойии Ю 53-68630, кл. 12 A 2, 19.06.78.