RU2033473C1

RU2033473C1 - Method of complex diffusive saturation of articles made of iron-carbon alloys

Info

Publication number: RU2033473C1
Authority: RU
Inventors: Е.К. Медко; И.В. Воронин
Original assignee: Мурманская государственная академия рыбопромыслового флота
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: articles made of iron-carbon alloys were subjected for copper plating by chemical deposition from copper sulfate solution and diffusive metallization firstly at 1050-1100 C for 10-15 min, and then - at 800-900 C for 2-4 h in powder mixture of the following composition, wt.-%: copper difluoride 5-15; lead difluoride 5-15, and titanium powder - the rest. EFFECT: improved method of saturation. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике получения покрытий, а именно к химико-термической обработке деталей из железо- углеродистых сплавов, и может быть использовано для повышения долговечности деталей, работающих в условиях интенсивного коррозионного и эрозионного изнашивания поверхностей, а также для восстановления вышеназванных деталей. The invention relates to a technique for producing coatings, namely to chemical-heat treatment of parts from iron-carbon alloys, and can be used to increase the durability of parts working in conditions of intense corrosion and erosion wear of surfaces, as well as to restore the above parts.

Известен способ получения комплексных диффузионных покрытий на изделиях из сплавов на основе железа, при котором на обрабатываемое изделие наносится слой алюминия электрометаллизатором, затем в отвакуумированном реакторе в течение 3-4 ч проводится диффузионный отжиг при 950^оС до получения в поверхностном слое концентрации алюминия 2,5-4% после чего изделие охлаждается, пересыпается губчатым титаном с добавкой активатора (фторид натрия, хлорид аммония), повторно нагревается до 950^оС в отвакуумированной реторте и выдерживается 4 ч (авт.св. N 969781).A method of obtaining the complex of diffusion coatings on articles made of iron-based alloys, in which a workpiece is applied on the layer of aluminum elektrometallizatorom, then evacuate the reactor for 3-4 hours, diffusion annealing is carried out at 950 ^C to obtain the surface layer of an aluminum concentration of 2, 5-4% whereupon the product is cooled, pour spongy titanium supplemented with activator (sodium fluoride, ammonium chloride), reheated to 950 ^{° C} in the retort evacuate and held for 4 hours (SU, N 9 69781).

Недостатками данного способа являются длительность и энергоемкость процесса, необходимость в сложном оборудовании. Данный процесс не обеспечивает восстановления размеров изношенных деталей. The disadvantages of this method are the duration and energy intensity of the process, the need for sophisticated equipment. This process does not restore the size of worn parts.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ комплексной химико-терми- ческой обработки стальных изделий, включающий меднение при 1090-1150^оС в течение 15-20 мин в смеси, содержащей однохлорную медь и инертный наполнитель, и последующую диффузионную металлизацию при 600-900^оС в смеси, содержащей цинк, двуххлористое олово, хлористый аммоний, хлористый калий и окись алюминия [1]
Недостатком данного способа является малая глубина диффузионного слоя. Покрытия, полученные данным способом, не обеспечивают восстановления размеров изношенных деталей.The closest in technical essence to the proposed invention is a method of complex chemical and thermally processing steel parts, including copper plating at 1090-1150 ^{° C} for 15-20 minutes in a mixture containing copper and odnohlornuyu excipient and subsequent diffusion metallization 600 -900 ^{° C} in a mixture containing zinc, stannous chloride, ammonium chloride, potassium chloride and alumina [1]
The disadvantage of this method is the shallow depth of the diffusion layer. Coatings obtained by this method do not provide restoration of the size of worn parts.

Цель изобретения увеличение глубины диффузионного слоя, его микротвердости, а также возможности восстановления размеров изношенных деталей. The purpose of the invention is to increase the depth of the diffusion layer, its microhardness, as well as the possibility of restoring the size of worn parts.

Это достигается тем, что перед диффузионной металлизацией проводят меднение изделий путем химического осаждения меди из раствора сульфата меди, а диффузионную металлизацию проводят сначала при температуре 1050-1100^оС с выдержкой 10-15 мин, а затем при температуре 800-900^оС с выдержкой 2-4 ч, причем диффузионную металлизацию ведут в смеси, содержащей порошок титана, двуфтористую медь и двуфтористый свинец при следующем соотношении компонентов, мас. Двуфтористая медь 5-15 Двуфтористый свинец 5-15 Порошок титана Остальное
П р и м е р. Для экспериментальной проверки заявляемого способа были приготовлены смеси указанных составов. На образцы из стали У10 осаждали слой меди химичеcким cпоcобом из раcтвора cульфата меди. Комплексную диффузионную металлизацию проводили в стальных контейнерах. Образцы засыпали указанными смесями, контейнер устанавливали в печь, предварительно прогретую до температуры 1050-1100^оС, выдерживали 10-15 мин, затем температуру понижали до 800-900^оС и выдерживали при этой температуре 2-4 ч. После отключения печи контейнер охлаждали на воздухе до комнатной температуры и извлекали образцы.This is achieved in that the metallization is carried out before diffusion copper plating articles by chemical vapor deposition of copper from copper sulfate solution, and diffusion metallization is performed first at a temperature of 1050-1100 ^C. delayed 10-15 minutes and then at a temperature of 800-900 ^C. delayed 2-4 hours, and the diffusion metallization is carried out in a mixture containing titanium powder, copper dichloride and lead dichloride in the following ratio of components, wt. Copper diofluoride 5-15 Lead fluoride 5-15 Titanium powder
PRI me R. For experimental verification of the proposed method were prepared mixtures of these compositions. A copper layer was deposited onto samples of U10 steel by a chemical method from a solution of copper sulfate. Complex diffusion metallization was carried out in steel containers. Samples were bombarded with these mixtures, the container was set in an oven preheated to a temperature of 1050-1100 ^{° C,} maintained for 10-15 minutes, then the temperature was reduced to 800-900 ^{° C.} and maintained at this temperature for 2-4 hours. After the furnace cooled off container in air to room temperature and samples were removed.

После насыщения производили металлографический анализ и контроль изменения линейных размеров образцов, обработанных известным и предлагаемым способом. Результаты испытаний приведены в таблице. After saturation, a metallographic analysis and control of changes in the linear dimensions of samples processed by a known and proposed method were performed. The test results are shown in the table.

Проведенные испытания показали, что увеличение размеров цилиндрических образцов с начальным диаметром 25 мм составило 0,2-0,3 мм. Глубина диффузионного слоя, полученного предлагаемым способом, больше в 1,6-1,8 раза, а микротвердость в 1,8-2,2 раза по сравнению с известными. Применение предлагаемого способа позволяет повысить долговечность деталей, работающих в условиях повышенного корро- зионного и эрозионного изнашивания поверхностей, а также способ используется для восстановления этих деталей. The tests showed that the increase in the size of cylindrical samples with an initial diameter of 25 mm was 0.2-0.3 mm. The depth of the diffusion layer obtained by the proposed method, more than 1.6-1.8 times, and the microhardness 1.8-2.2 times compared with the known. Application of the proposed method allows to increase the durability of parts working under conditions of increased corrosion and erosion wear of surfaces, and the method is also used to restore these parts.

Claims

METHOD FOR COMPREHENSIVE DIFFUSION SATURATION OF PRODUCTS FROM IRON-CARBON ALLOYS, including copper plating and subsequent diffusion metallization in a powder mixture, characterized in that, in order to increase the depth of the diffusion layer, its microhardness, as well as the possibility of restoring the size of worn sulfate products, copper plating is carried out by deposition by copper and metallization diffusion is performed first at 1050 1100 ^o C. exposure 10 15 min, then at 800 900 ^o C with a 2 to 4 hours exposure, the diffusion metallization ve ut in a mixture containing the following components, wt.

Copper bifluoride 5 15
Lead double fluoride 5 15
Titanium Powder Else