RU2212470C1 - Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое - Google Patents
Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2212470C1 RU2212470C1 RU2002105215/02A RU2002105215A RU2212470C1 RU 2212470 C1 RU2212470 C1 RU 2212470C1 RU 2002105215/02 A RU2002105215/02 A RU 2002105215/02A RU 2002105215 A RU2002105215 A RU 2002105215A RU 2212470 C1 RU2212470 C1 RU 2212470C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- copper
- heating
- saturation
- metal materials
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке и может быть использовано в любой отрасли машиностроения. Задача - улучшение качества поверхности хромированных металлических материалов при одновременной интенсификации процесса хромирования. Данный способ включает нагрев, насыщение в порошкообразной смеси, содержащей хромсодержащий компонент, медьсодержащий компонент и корунд, и последующее охлаждение, хромирование проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хрмосодержащего компонента - хлорид хрома CrCl3, а в качестве медьсодержащего компонента - закись меди при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид хрома CrCl3 0,001-30, закись меди 0,001-2, корунд 68-99,998, нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере водорода, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-500oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин. Техническим результатом изобретения является то, что заявленный способ позволяет улучшить качество обработанной поверхности с одновременной интенсификацией процесса за счет сокращения в 2 раза времени обработки металлических материалов. 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.
Известен способ хромирования, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: феррохром 50-70, хлористый аммоний 5-8, колчеданный огарок 25-45 (см. авт. св. СССР 840190, С 23 С 9/04, 1981).
Недостатком указанного способа является большая длительность процесса и плохое качество поверхности за счет образования окисной пленки, которая затрудняет доступ газовой фазы непосредственно к поверхности изделия.
Из уровня техники наиболее близким к заявленному является способ хромирования, включающий нагрев и насыщение изделий в порошковой среде, содержащей следующие компоненты, мас.%: окись хрома 38-40, порошок алюминия 15-18, порошок меди 4-6, хлористый аммоний 1-3, окись алюминия остальное (см. авт. св. СССР 870488, С 23 С 9/02, 1981).
Недостатком указанного способа является большая длительность процесса и плохое качество поверхности за счет малой активности смеси и образования окисной пленки на поверхности изделий.
В основу изобретения поставлена задача улучшения качества поверхности хромированных металлических материалов при одновременной интенсификации процесса хромирования.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое, включающем нагрев, насыщение в порошкообразной смеси, содержащей хромосодержащий компонент, медьсодержащий компонент и корунд, и последующее охлаждение, согласно изобретению хромирование металлических материалов проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хромсодержащего компонента - хлорид хрома СrСl3, а в качестве медьсодержащего компонента закись меди, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид хрома CrCl3 - 0,001 - 30
Закись меди - 0,001 - 2
Корунд - 68 - 99,998
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере водорода, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-500oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин.
Хлорид хрома CrCl3 - 0,001 - 30
Закись меди - 0,001 - 2
Корунд - 68 - 99,998
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере водорода, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-500oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин.
Способ диффузионного хромирования металлических материалов осуществляют следующим образом: предварительно готовят порошкообразную смесь для хромирования путем смешения компонентов, мас.%: хлорида хрома CrCl3 0,001-30, закиси меди 0,001-2 и корунда 68-99,998. В реторту с указанной порошкообразной смесью загружают металлические материалы, откачивают воздух и закачивают водород. После чего осуществляют нагрев металлических материалов одновременно с нагревом насыщающей порошкообразной смеси. В процессе нагрева при температуре порошкообразной смеси 350-500oС проводят выдержку металлических материалов в течение 5-25 минут, после чего материалы и смесь нагревают до температур насыщения 900-1300oС. Затем реторту с металлическими материалами охлаждают.
Нагрев насыщающей смеси и металлических материалов в атмосфере водорода и выдержка их в течение 5-25 мин при температуре 350-500oС позволяет обеспечить полное восстановление закиси меди и хлорида хрома с образованием свободных атомов хрома и меди, адсорбции этих атомов к поверхности обрабатываемых металлических материалов. Химические реакции между металлической поверхностью материалов, компонентами насыщающей смеси и водородом создают условия для интенсификации процесса насыщения за счет ускоренного восстановления атомов меди и хрома, адсорбции атомов меди и диффузии их внутрь металлической поверхности с образованием твердых растворов с изменением параметров кристаллической решетки, в результате чего облегчается диффузия атомов хрома внутрь поверхности металлических материалов, а следовательно, улучшается качество хромированного слоя.
При температуре выдержки ниже 350oС снижается стабильность протекания процессов восстановления закиси меди и хлорида хрома и адсорбции атомов меди и хрома к металлической поверхности, что приводит к уменьшению скорости хромирования. Хромированный слой получается некачественным. При температуре выдержки выше 500oС ухудшается качество хромированного слоя за счет образования пористого слоя хрома и меди на металлической поверхности.
При выдержке металлических материалов в насыщающей псевдоожиженной смеси менее 5 минут при температурах выдержки 350-500oС происходит только частичное восстановление закиси меди и хлорида хрома и при дальнейшем нагреве насыщающей смеси до температур насыщения 900-1300oС происходит восстановление оставшейся части закиси меди и хлорида хрома с образованием на поверхности изделий пористого слоя хрома и меди, что существенно ухудшает качество поверхности хромированных изделий. Выдержка материала более 25 минут при температурах 350-500oС нецелесообразна, так как закись меди и хлорид хрома восстанавливаются полностью в течение 5-25 минут.
Присутствие в составе насыщающей смеси хлорида хрома CrCl3 в заявляемом количестве позволяет получать активные атомы хрома за счет его полного восстановления в среде водорода.
Уменьшение содержания хлорида хрома менее 0,001 мас.% снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов хрома в металлические поверхности обрабатываемого материала, что замедляет процесс хромирования. Увеличение содержания хлорида хрома более 30 мас.% ухудшает качество поверхности хромированного слоя за счет образования на обрабатываемой поверхности пористого слоя хрома и, кроме того, приводит к спеканию рабочей смеси.
Присутствие в составе насыщающей смеси закиси меди в заявляемом количестве позволяет получать активные атомы меди за счет ее полного восстановления в среде водорода. Растворенная в поверхности металлических материалов медь ускоряет процесс хромирования и способствует улучшению качества поверхности.
Уменьшение содержания в насыщающей смеси закиси меди менее 0,001 мас.% снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди в металлические поверхности, что ведет к замедлению процесса хромирования. Увеличение содержания закиси меди более 2 мас.% ухудшает качество поверхности хромированного слоя за счет образования пористого слоя меди на поверхности изделий, а также приводит к спеканию рабочей смеси.
Корунд предназначен для создания псевдоожиженого слоя.
Применение в процессе диффузионного хромирования материалов псевдоожиженного слоя позволяет сократить время нагрева насыщающей смеси и время насыщения, а также обеспечивает равномерный нагрев обрабатываемых материалов. При хромировании металлических материалов в псевдоожиженном слое частицы насыщающей смеси заявляемого состава контактируют с поверхностью металла во много раз интенсивнее за счет активного перемешивания насыщающей смеси вследствие псевдоожижения. В результате этого происходит очищение поверхности металла от окисных пленок и тем самым облегчается доступ газовой фазы непосредственно к поверхности материала, что значительно ускоряет процесс насыщения и улучшает качество поверхности обрабатываемых материалов. Процессы хромирования в псевдоожиженном слое протекают в основном за счет газофазного процесса, что обеспечивает высокую скорость насыщения. Атомы активного хрома адсорбируются на поверхности обрабатываемого материала значительно быстрее, чем происходит их диффузия в глубь металла. В связи с этим концентрация активных атомов хрома на поверхности насыщаемого материала быстро возрастает и качественный хромированный слой образуется за меньший промежуток времени, чем в способе, взятом за прототип.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению со способом, взятым за прототип, были проведены лабораторные испытания.
Образцы стали 45, 12Х18Н10Т, сплава ХН77ТЮР, молибдена и порошок железа подвергали хромированию известным способом и заявляемым способом в псевдоожиженном слое с целью определение качества поверхности и интенсивности образования диффузионного слоя. Составы насыщающей смеси, режимы проведения хромирования и результаты металлографических исследований приведены в таблице.
Из приведенных данных следует, что заявляемый способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое по сравнению с прототипом позволяет улучшить качество обрабатываемых материалов при одновременном сокращении в 2 раза времени их обработки, а также обеспечивает получение на поверхности металлических материалов хромированного слоя значительной толщины.
Claims (1)
- Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое, включающий нагрев, насыщение в порошкообразной смеси, содержащей хромсодержащий компонент, медьсодержащий компонент и корунд, и последующее охлаждение, отличающийся тем, что хромирование металлических материалов проводят в порошкообразной смеси, содержащей в качестве хромсодержащего компонента - хлорид хрома СrCl3, а в качестве медьсодержащего компонента - закись меди, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Хлорид хрома СrCl3 - 0,001-30
Закись меди - 0,001-2
Корунд - 68-99,998
нагрев и насыщение осуществляют в атмосфере водорода, причем в процессе нагрева при температуре насыщающей смеси 350-500oС осуществляют выдержку в течение 5-25 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105215/02A RU2212470C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002105215/02A RU2212470C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2212470C1 true RU2212470C1 (ru) | 2003-09-20 |
RU2002105215A RU2002105215A (ru) | 2003-10-20 |
Family
ID=29777472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002105215/02A RU2212470C1 (ru) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2212470C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114855130A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 鑫合德(清远)智能科技发展有限公司 | 一种低激光反射率铬包铜复合粉体的制备方法及其制备装置 |
-
2002
- 2002-02-26 RU RU2002105215/02A patent/RU2212470C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДУБИНИН Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. - М.: Машиностроение, 1964, с. 79-80. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114855130A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 鑫合德(清远)智能科技发展有限公司 | 一种低激光反射率铬包铜复合粉体的制备方法及其制备装置 |
CN114855130B (zh) * | 2022-04-27 | 2023-11-21 | 鑫合德(清远)智能科技发展有限公司 | 一种低激光反射率铬包铜复合粉体的制备方法及其制备装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3222228A (en) | Method of boronizing steel | |
US2811466A (en) | Process of chromizing | |
JP2016223011A (ja) | 鋼材の表面処理剤および鋼材の表面処理方法 | |
RU2212470C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
RU2209847C1 (ru) | Способ диффузионного хромирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2221899C1 (ru) | Способ диффузионного цинкования металлических материалов | |
RU2190690C1 (ru) | Способ силицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2194795C1 (ru) | Способ диффузионного никелирования металлических материалов в псевдоожиженном слое | |
US20190226074A1 (en) | Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization | |
JP7397029B2 (ja) | 鋼製部品の浸炭方法及び鋼製部品の製造方法 | |
RU2220225C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2230826C1 (ru) | Способ борохромирования стальных изделий | |
RU2190689C1 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
US3592681A (en) | Metal surface treating process by use of lanthanum compounds | |
RU2391440C2 (ru) | Способ боросилицирования стальных изделий | |
RU2190688C1 (ru) | Способ бороникелирования стальных изделий в псевдоожиженном слое | |
RU2005814C1 (ru) | Способ диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое | |
RU2757021C1 (ru) | Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в цементуемой среде | |
RU2004619C1 (ru) | Способ боромеднени стальных изделий в виброкип щем слое | |
RU2354713C1 (ru) | Способ защиты деталей из сталей и сплавов при высокотемпературной обработке | |
RU2132404C1 (ru) | Порошкообразный состав для диффузионного восстановления изношенных изделий из бронзы | |
SU777082A1 (ru) | Состав дл диффузионного хромировани стальных деталей | |
JP2001098355A (ja) | 金属材の窒化方法 | |
RU2033473C1 (ru) | Способ комплексного диффузионного насыщения изделий из железоуглеродистых сплавов | |
RU2005811C1 (ru) | Способ боромеднения стальных изделий в виброкипящем слое |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040227 |