RU2194795C1 - Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое - Google Patents
Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194795C1 RU2194795C1 RU2001111385/02A RU2001111385A RU2194795C1 RU 2194795 C1 RU2194795 C1 RU 2194795C1 RU 2001111385/02 A RU2001111385/02 A RU 2001111385/02A RU 2001111385 A RU2001111385 A RU 2001111385A RU 2194795 C1 RU2194795 C1 RU 2194795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- mixture
- heating
- metal material
- corundum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое. Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения. Задача изобретения - улучшение качества поверхности никелированных металлических материалов при одновременной интенсификации процесса никелирования. Это достигается способом диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое, включающим нагрев, насыщение в смеси с никельсодержащим компонентом и последующее охлаждение, отличающимся тем, что никелирование проводят в смеси, дополнительно содержащей корунд, а в качестве никельсодержащего компонента - окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас.%: окись никеля 0,001-10, корунд 90-99,999, нагрев осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-450oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин, после чего газообразные продукты откачивают до давления 0,95 ат. Техническим результатом данного изобретения является то, что указанный способ позволяет улучшить качество обработанной поверхности, сократить в 4 раза время обработки в насыщенной смеси, а также обеспечить получение на поверхности металлических материалов никелированного слоя значительной толщины. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для нанесения покрытий на металлические материалы и изделия.
Известен способ получения стали с коррозионно-стойким покрытием, при котором на стальную поверхность наносят никель. После этого сталь подвергают термообработке и на поверхности получают слой на основе окиси никеля (см. заявку Япония, 53 -13335, С 23 С 9/00).
Недостатком известного способа является большая продолжительность процесса из-за его многостадийности.
Из уровня техники наиболее близким к заявленному является способ диффузионной металлизации изделий или полуфабрикатов из низкоуглеродистой стали, при котором покрытие никелем и другими металлами получают путем термообработки в вакуумных печах (см. авт. св. СССР 224249, С 23 С 13/02).
Недостатком указанного способа является большая длительность процесса и плохое качество поверхности за счет многоступенчатости процесса диффузионной металлизации.
В основу изобретения поставлена задача улучшения качества поверхности никелированных металлических материалов при одновременной интенсификации процесса никелирования.
Поставленная задача достигается способом диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое, включающим нагрев, насыщение в смеси с никельсодержащим компонентом и последующее охлаждение, отличающимся тем, что никелирование проводят в среде, дополнительно содержащей корунд, а в качестве никельсодержащего компонента - окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Окись никеля - 0,001-10
Корунд - 90-99,999
нагрев осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-450oС осуществляют выдержку в течение 5-25 минут, после чего газообразные продукты откачивают до давления - 0,95 ат.
Окись никеля - 0,001-10
Корунд - 90-99,999
нагрев осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-450oС осуществляют выдержку в течение 5-25 минут, после чего газообразные продукты откачивают до давления - 0,95 ат.
Способ диффузионного никелирования металлических материалов осуществляют следующим образом: предварительно готовят порошкообразную смесь для никелирования путем смешения следующих компонентов, мас.%: окись никеля 0,001-10, корунд 90-99,999. В реторту с указанной порошкообразной смесью загружают металлические материалы, откачивают воздух и закачивают аммиак. После этого осуществляют их нагрев одновременно с нагревом насыщающей порошкообразной смеси. В процессе нагрева при температуре порошкообразной смеси 350-450oС проводят выдержку металлических материалов в течение 5-25 минут, после чего газообразные продукты откачивают до давления - 0,95 атм, а металлические материалы и смесь нагревают до температур отжига 900oС. После этого реторту с металлическими материалами охлаждают.
Нагрев изделий в атмосфере аммиака и выдержка их в течение 5-25 минут при температуре 350-450oС позволяют обеспечить полное восстановление окиси никеля с образованием свободных атомов никеля и адсорбции этих атомов к поверхности металлических материалов. Химические реакции между компонентами насыщающей смеси и аммиаком создают условия для увеличения активности смеси и улучшения качества никелированной поверхности.
Применение псевдоожиженного слоя позволяет сократить время нагрева насыщающей смеси и время насыщения, а также обеспечивает равномерный нагрев обрабатываемых материалов. При никелировании металлических материалов в псевдоожиженном слое частицы насыщающей смеси контактируют с поверхностью металла во много раз интенсивнее, чем при обычном способе никелирования. В результате этого происходит очищение поверхности металла от окисных пленок и тем самым облегчается доступ газовой фазы непосредственно к поверхности материала. Процессы никелирования в псевдоожиженном слое протекают в основном за счет газофазного процесса, что обеспечивает высокую скорость насыщения. Активность насыщающей среды в псевдоожиженном слое намного выше, чем при обычном никелировании, вследствие особенностей псевдоожиженного материала. Атомы активного никеля адсорбируются на поверхности образца значительно быстрее, чем происходит их диффузия в глубь металла. В связи с этим концентрация активных атомов никеля на поверхности насыщаемого материала быстро возрастает и никелированный слой образуется за меньший промежуток времени, чем при обычном никелировании.
Присутствие в составе насыщающей смеси окиси никеля позволяет получать активные атомы никеля за счет его полного восстановления в среде аммиака.
Корунд предназначен для создания псевдоожиженого слоя.
При температуре выдержки ниже 350oС снижается стабильность протекания процессов восстановления окиси никеля и адсорбции атомов никеля к стальной поверхности. Никелированный слой получается некачественным. При температуре выдержки выше 450oС ухудшается качество никелированного слоя за счет образования пористого слоя никеля на поверхности.
При выдержке менее 5 минут происходит только частичное восстановление окиси никеля и при дальнейшем нагреве насыщающей смеси до температур насыщения 900-950oС происходит восстановление оставшейся части окиси никеля с образованием на поверхности изделий пористого слоя никеля. Выдержка более 25 минут нецелесообразна, так как за время выдержки 5-25 минут окись никеля восстанавливается полностью.
Уменьшение содержания окиси никеля менее 0,001 мас.% снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов никеля в металлические поверхности. Увеличение содержания окиси никеля более 10 мас.% ухудшает технические свойства никелированного слоя, образуя пористый слой никеля на поверхности изделий, а также приводит к спеканию рабочей смеси.
После восстановления окиси никеля присутствие аммиака в среде нецелесообразно, так как при дальнейшем насыщении это приводит к ухудшению качества никелированной поверхности металлических материалов. Поэтому после выдержки 5-25 минут производят откачку газообразных продуктов из реторты и с целью более полного отвода газообразных продуктов создают отрицательное давление - 0,95 атм, что значительно улучшает качество покрытия.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, были проведены лабораторные испытания.
Провели диффузионное никелирование образцов стали 45, порошка железа, ВТ1, порошка меди известным и заявляемым способами.
Для приготовления смесей использовали порошкообразные компоненты с размером фракции 0,1-0,15 мм.
Составы насыщающих смесей, режимы проведения способов и результаты металлографических исследований представлены в таблице.
Из приведенных данных следует, что заявляемый способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое по сравнению с прототипом позволяет улучшить качество обработанной поверхности, сокращает в 4 раза время обработки в насыщающей смеси, а также обеспечивает получение на поверхности металлических материалов никелированного слоя значительной толщины.
Claims (1)
- Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое, включающий нагрев, насыщение в смеси с никельсодержащим компонентом и последующее охлаждение, отличающийся тем, что никелирование проводят в смеси, дополнительно содержащей корунд, а в качестве никельсодержащего компонента - окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Окись никеля - 0,001 - 10
Корунд - 90 - 99,999
нагрев осуществляют в атмосфере аммиака, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-450oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин, после чего газообразные продукты откачивают до давления 0,95 ат.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001111385/02A RU2194795C1 (ru) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001111385/02A RU2194795C1 (ru) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2194795C1 true RU2194795C1 (ru) | 2002-12-20 |
RU2001111385A RU2001111385A (ru) | 2003-01-20 |
Family
ID=20248973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001111385/02A RU2194795C1 (ru) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194795C1 (ru) |
-
2001
- 2001-04-24 RU RU2001111385/02A patent/RU2194795C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2501925B2 (ja) | 金属材の前処理方法 | |
EP2703516B1 (en) | Manufacturing method of cast-iron vehicular disc brake rotor | |
RU2194795C1 (ru) | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
Peng et al. | Effect of rare earth elements on plasma nitriding of 38CrMoAI steel | |
RU2639755C1 (ru) | Способ газового азотирования изделий из конструкционных сталей | |
US6328819B1 (en) | Method and use of an apparatus for the thermal treatment, in particular nitriding treatment, of metal workpieces | |
King et al. | Fluidized bed CrN coating formation on prenitrocarburized plain carbon steel | |
US4236942A (en) | Method for the gaseous nitriding of ferrous-based components | |
RU2212470C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
US5714015A (en) | Ferritic nitrocarburization process for steel balls | |
US3219482A (en) | Method of gas plating adherent coatings on silicon | |
RU2614292C1 (ru) | Способ циклического газового азотирования деталей из конструкционных легированных сталей | |
RU2190688C1 (ru) | Способ бороникелирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2221899C1 (ru) | Способ диффузионного цинкования металлических материалов | |
RU2209847C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2190690C1 (ru) | Способ силицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2220225C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2005814C1 (ru) | Способ диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое | |
RU2391440C2 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий | |
US3592681A (en) | Metal surface treating process by use of lanthanum compounds | |
RU2391441C2 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2190689C1 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
CN114164396B (zh) | 一种钛合金表面改性处理的方法 | |
CA1133809A (en) | Method of nitriding steel | |
JP2001098355A (ja) | 金属材の窒化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040425 |