PL110856B1 - Process for diffusion coating metal surfaces with niobium layer - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób dyfuzyjnego pokrywania powierzchni metali, takich jak zelazo, nikiel i kobalt warstwa niobu.W znanych sposobach dyfuzyjnego pokrywania powierzchni metali jako srodek powlokotwórczy stosuje sie chrom, nikiel, miedz i inne. Powierz¬ chnie wytworzone na warstwie metalu nie zabez¬ pieczaja jednak w pelni elementów metalowych przed dzialaniem tarcia, wysokich temperatur i srodowisk kwasowych.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze powierzchnie me¬ talowe pokryte warstwa niobu nie wykazuja tych wad. Pokrywanie powierzchni metali czystym nio¬ bem nie moze byc realizowane w skali przemyslo¬ wej ze wzgledu na bardzo male rozpowszechnienie tego pierwiastka w przyrodzie. Zastosowanie latwo dostepnego FeNb do dyfuzyjnego pokrywania po¬ wierzchni metali pozwolilo na ekonomiczne i proste technologicznie zrealizowanie celu wynalazku.Sposób wedlug wynalazku polega na dyfuzyjnym pokrywaniu powierzchni zelaza, niklu lub kobaltu niobem za pomoca mieszaniny proszku niobujacego i aktywatora, stanowiacej kompozycje o skladzie FeNb-70%, Al203-280/o i NH4Cl-2°/o w temperaturze 1000—1200°C przy stalym przeplywie wodoru, w uszczelnionej retorcie. Proces prowadzi sie w piecu silitowym lub oporowym, w zaleznosci od tempe¬ ratury procesu niobowania. W piecu tym umieszcza sie retorte kwarcowa, szczelnie zamknieta, w któ¬ rej w tyglu kwarcowym lub alundowym znajduje 10 15 20 30 2 sie element metalowy zasypany mieszanina niobu- jaca, o granulacji korzystnie 0,06—0,1 mm. Do retorty przewodami doprowadza sie wodór, którego staly przeplyw chroni wsad przed utlenianiem i wspomaga reakcje. Uzyskuje sie w ten sposób wartwe niobu na elemencie metalowym o grubosci 0,1 do 1,5 mm. W zaleznosci od pozadanej grubosci warstwy niobu proces trwa od 2 do 8 godzin. Ba¬ danie metalograficzne wykazuje^ ze powierzchnia pokrywajaca element metalowy jest pozbawiona porów. Badanie mikrotwardosci wykazuje lagodne przejscie z warstwy do rdzenia. Elementy studzone razem z piecem maja 5-ciokrotnie wyzsza twardosc od rdzenia, a ich powierzchnie charakteryzuja si$ wysoka odpornoscia na scieranie. Elementy te moga znalezc zastosowanie w przemysle chemicznym, maszynowym —do silników spalinowych róznych typów. Niskie koszty wytwarzania oraz prajja technologia powoduja, ze sposób wedlug wynalazku jest konkurencyjny w stosunku do znanych sposo¬ bów pokrywania powierzchni metali.Sposób wedlug wynalazku jest blizej objasniony w nastepujacych przykladach.Przyklad I. Odtluszczona próbke ferrytu umieszczono w tyglu alundowym i zasypano prosz¬ kiem niobujacym o skladzie FeNb-70%, Al203-280/o i NH4Cl-2%. Tygiel z wsadem wlozono do retorty kwarcowej szczelnie zamknietej, do której z zew¬ natrz doprowadzono wodór. Betorte ogrzewano w piecu silitowym w temperaturze 1200°C przez 110 856110 85* 2 godziny, a nastepnie próbke studzono razem z piecem. Na próbce wytworzyla sie warstwa niobu o grubosci 0,2 mm, pozbawiona porów, o gladkiej, blyszczacej powierzchni zewnetrznej. Przekrój war¬ stwy czolowej próbki pokrytej niobem pokazano na fig. 1.Przyklad II. Odtluszczona próbke kobaltu umieszczono w tyglu alundowym i zasypano prosz¬ kiem niobujacym o skladzie FeNb-TOW, Al2Oj-28°/» i NHiCl-z^/t. Tygiel z wsadem wlozono do retorty kwarcowej, szczelnie zamknietej, do której z zew¬ natrz doprowadzono wodór. Retorte ogrzewano w piecu silitowym w temperaturze 1200°C przez 2 go¬ dziny, a nastepnie próbke studzono razem z piecem.Na próbce wytworzyla sie warstwa niobu o gru¬ bosci 0,2 mm pozbawiona porów, o gladkiej bly¬ szczacej powierzchni zewnetrznej. Przekrój war¬ stwy czolowej próbki kobaltu pokrytej niobem po¬ kazano na fig. 3.Przyklad III. Odtluszczona próbke niklu umieszczono w tyglu alundowym i zasypano prosz¬ kiem niobujacym o skladzie FeNb-70f/t, Al203-z8*/o i NH4Cl-2°/0. Tygiel z wsadem wlozono do retorty kwarcowej, szczelnie zamknietej, do której z zew¬ natrz doprowadzono wodór. Retorta ogrzewano w 5 piecu silitowym w temperaturze 1200°C przez 2 go¬ dziny,^ nastepnie próbke studzono razem z piecem.Na próbce wytworzyla sie warstwa niobu o gru¬ bosci 0,3 mm pozbawiona porów o gladkiej bly¬ szczacej powierzchni zewnetrznej. Przekrój war- *tt stwy czolowej próbki niklu pokrytej niobem poka¬ zano na fig. 2.Zastrzezenie patentowe Sposób dyfuzyjnego pokrywania powierzchni me- 15 tali warstwa niobu, inamienny tym, ze powierz¬ chnie zelaza, niklu lub kobaltu pokrywa sie dyfu¬ zyjnie niobem za pomoca mieszaniny proszku nio* bujacego i aktywatora, stanowiacej kompozycje o skladzie FeNb-7(M, Al20,-28»/f i NH4a-2°/t, w 23 temperaturze 1000~t-1200°C, przy stalym przeplywie wodoru, w uszczelnionej retorcie. mc*' n **< A m%* - V* ^ \* In; ~.% % m^ * * " L^-* H +.J-c3&-* ¦ I i$C* \, . f I*\— B.f**<#^ •' N »*¦,'*&$- ^ * , \+^JW * ,' "•*• V f«*f * *v. "- -.. v, '<*; \t % £5*-l'^ ÓZGraf. z\f. fz-wo, z. 443 (il$+aó) i.tó Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób dyfuzyjnego pokrywania powierzchni me- 15 tali warstwa niobu, inamienny tym, ze powierz¬ chnie zelaza, niklu lub kobaltu pokrywa sie dyfu¬ zyjnie niobem za pomoca mieszaniny proszku nio* bujacego i aktywatora, stanowiacej kompozycje o skladzie FeNb-7(M, Al20,-28»/f i NH4a-2°/t, w 23 temperaturze 1000~t-1200°C, przy stalym przeplywie wodoru, w uszczelnionej retorcie. mc*' n **< A m%* - V* ^ \* In; ~.% % m^ * * " L^-* H +.J-c3&-* ¦ I i$C* \, . f I*\— B.f**<#^ •' N »*¦,'*&$- ^ * , \+^JW * ,' "•*• V f«*f * *v. "- -.. v, '<*; \t % £5*-l'^ ÓZGraf. z\f. fz-wo, z. 443 (il$+aó) i.tó Cena 45 zl PL