RU2312164C1 - Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия - Google Patents
Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312164C1 RU2312164C1 RU2006115027/02A RU2006115027A RU2312164C1 RU 2312164 C1 RU2312164 C1 RU 2312164C1 RU 2006115027/02 A RU2006115027/02 A RU 2006115027/02A RU 2006115027 A RU2006115027 A RU 2006115027A RU 2312164 C1 RU2312164 C1 RU 2312164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- coatings
- chromium
- melt
- molds
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение стойкости материалов изделий к механическим воздействиям и к воздействиям агрессивных рабочих сред. Стальные изделия подвергают диффузионному насыщению при температуре 650-1250°С в расплаве, содержащем следующие компоненты, мас.%: свинец 84,2-96,5, литий 0,5-0,8, никель 1-5, хром 2-10. Данный способ позволяет повысить стойкость поверхностных слоев материала изделий к износу и эрозионному воздействию на них рабочей среды. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение стойкости материалов изделий к механическим воздействиям и к воздействиям агрессивных рабочих сред за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев, и может быть использовано для увеличения эксплуатационного ресурса изделий, повышения их нагруженности, в частности для повышения стойкости пресс-форм, применяемых для литья под давлением.
Известны способы повышения работоспособности материала изделий путем их азотирования, нитроцементации [Инструментальные стали. 5-е изд. Геллер Ю.А. Металлургия, 1983, 527 с.]. Недостатком этих видов химико-термической обработки является то, что они в недостаточной степени повышают стойкость материала изделия к образованию трещин и коррозионному воздействию рабочей среды.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ диффузионного насыщения поверхностных слоев материала изделий никелем из среды легкоплавких растворов [А.С. SU № 1772215 А1 "Способ нанесения диффузионного покрытия на стальные изделия" от 1.07.92 г.]. Нанесение покрытий данным способом осуществляется путем выдержки стального изделия в легкоплавком свинцовом расплаве, содержащем 0,5-0,8% лития и 3% никеля. В результате выдержки стального изделия в расплаве происходит адсорбция никеля на его поверхности, диффузия никеля вглубь изделия. При этом, так как никель образует с железом твердые растворы, на поверхности изделия образуется диффузионное покрытие, представляющее собой сплав никеля и железа. Такое покрытие обладает высокой жаростойкостью, коррозионной стойкостью, а самое главное, высокой вязкостью, что обеспечивает повышение трещиностойкости материала изделия.
Недостатком прототипа является то, что образующиеся на поверхностях изделий покрытия обладают низкой твердостью и вследствие этого они склонны к эрозионному разрушению и износу, происходящим за счет механического воздействия на них рабочей среды.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение стойкости поверхностных слоев материала изделий к износу и эрозионному воздействию на них рабочей среды.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе нанесения покрытий на стальные изделия, включающем диффузионное насыщение стальных изделия в расплаве, содержащем свинец, литий, никель при температуре 650-1250°С, в расплав вводится хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец | 84,2-96,5 |
Литий | 0,5-0,8 |
Никель | 1-5 |
Хром | 2-10 |
Благодаря введению хрома в расплав, в котором производится нанесение диффузионных покрытий, на поверхности изделий формируются двухслойное диффузионное покрытие. Наружный слой покрытия содержит карбиды хрома и вследствие этого обладает высокой твердостью. Высокая твердость карбидов хрома обеспечивает поверхности изделия высокую стойкость к абразивному износу и эрозионному воздействию рабочей среды. Помимо этого наличие хрома на поверхности изделия обеспечивает повышение жаростойкости и коррозионной стойкости материала изделия.
Под карбидным слоем в диффузионном покрытии формируется слой, представляющий собой твердый раствор никеля, хрома и железа. Такой твердый раствор обладает высокой вязкостью, которая обеспечивает повышение трещиностойкости материала изделия.
Таким образом, благодаря введению в расплав, в котором происходит формирование покрытий, хрома на поверхности изделия образуются диффузионные покрытия, повышающие трещиностойкость, разгаростойкость, абразивную и эрозионную износостойкость изделий, а также обеспечивающие материалу изделия жаростойкость и коррозионную стойкость.
На чертеже изображена эксплуатационная стойкость пресс-форм, применяемых для литья под давлением без покрытий, с покрытиями, полученными по технологии прототипа, и с покрытиями нанесенными на поверхность пресс-форм по технологии заявляемого способа.
Пример 1. Стойкость покрытий, получаемых по заявляемой технологии, к воздействию рабочей среды, в частности расплавов литейных сплавов, оценивалась путем проведения сравнительных коррозионных испытаний в расплаве силумина. Испытания проводились путем погружения и выдержки в течение 5 часов в расплаве сплава АЛ2, нагретого до температуры 700°С, образцов, изготовленных из стали 4Х5 МФ, с покрытиями, полученными по технологии заявляемого способа, с образцами без покрытий, а также с образцами, покрытыми по технологии прототипа (никелевые покрытия).
Никелевые покрытия (прототип) наносились из расплава 0,75% литий, 3% никель, остальное свинец, температура процесса 1050°С, длительность 5 часов. Никель-хромовые покрытия (заявляемый способ) формировались из расплава 0,75% литий, 3% никель, 10% хром, остальное свинец, температура процесса 1050°С, длительность 5 часов.
Коррозионные испытания образцов с покрытиями и без них в расплаве силумина показали (см. таблицу), что наибольшей стойкостью в расплаве силумина обладают никель-хромовые покрытия, полученные по заявляемой технологии. После выдержки образцов с никель-хромовыми покрытиями в расплаве силумина в отличие от непокрытых образцов и образцов, покрытых по технологии прототипа, отсутствуют следы коррозионного поражения их поверхностей.
Таблица. | |||
№ | Образец | Условия испытаний | Результаты испытаний |
1 | Сталь 4Х5Мф, без покрытий | Расплав сплава АЛ2, температура 700°С, выдержка 5 часов | Растворение поверхностных слоев образца |
2 | Сталь 4Х5Мф, никелевые покрытия | Расплав сплава АЛ2, температура 700°С, выдержка 5 часов | Коррозия поверхностных слоев образца на острых кромках и местах клеймения |
3 | Сталь 4Х5Мф, никель-хромовые покрытия | Расплав сплава АЛ2, температура 700°С, выдержка 5 часов | Коррозионное повреждение поверхности образца отсутствует |
Пример 2. Пресс-формы, применяемые для получения отливок из сплава АЛ6 (алюминий, 4,5-6,0% кремний, 2-3% медь). Для оценки влияния покрытий, наносимых на поверхности пресс-форм по заявляемой технологии, на разгаростойкость и износостойкость пресс-форм проводились сравнительные натурные испытания пресс-форм с покрытиями, полученными по заявляемой технологии - никель-хромовые покрытия, с покрытиями, нанесенными по технологии прототипа - никелевые покрытия, и без покрытий. Период стойкости пресс-форм определялся количеством отливок, полученных в пресс-форме до появления на их рабочих поверхностях следов эрозии и трещин разгара. Пресс-формы были изготовлены из стали 4Х5МФ и были предназначены для получения корпусов бензонасоса автомобиля "Волга".
Никелевые покрытия (прототип) наносились из расплава 0,75% литий, 3% никель, остальное свинец, температура процесса 1100°С, длительность 5 часов. Никель-хромовые покрытия (заявляемый способ) формировались из расплава 0,75% литий, 3% никель, 3% хром, остальное свинец, температура процесса 1100°С, длительность 5 часов. После нанесения покрытий по технологии прототипа и заявляемому способу пресс-формы подвергались нормализации. Пресс-формы без покрытий - штатной термической обработке нормализации с двухкратным отпуском.
Как показали сравнительные испытания пресс-формы, при отсутствии покрытий на пресс-формах уже через десять циклов наблюдается приваривание литейного сплава к поверхностям пресс-формы, что требует их зачистки. Трещины разгара на рабочих поверхностях непокрытых пресс-форм появились через 11000 запрессовок. Пресс-формы с никелевыми покрытиями (прототип) до появления трещин разгара выдержали 42500 запрессовок, однако через 22000 запрессовок на поверхностях литниковой системы пресс-формы отмечается появление следов эрозии этих поверхностей, а также в процессе литья периодически наблюдается налипание литейного сплава на поверхности пресс-форм.
При нанесении покрытий по заявляемому способу количество запрессовок возросло до 52000, и при этом признаки эрозии поверхности пресс-форм появляются только лишь после 41000 запрессовок и отсутствует приваривание отливок к пресс-формам.
Claims (1)
- Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия, включающий диффузионное насыщение стальных изделий в расплаве, содержащем свинец, литий и никель, при температуре 650-1250°С, отличающийся тем, что расплав дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец 84,2-96,5 Литий 0,5-0,8 Никель 1-5 Хром 2-10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115027/02A RU2312164C1 (ru) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115027/02A RU2312164C1 (ru) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312164C1 true RU2312164C1 (ru) | 2007-12-10 |
Family
ID=38903853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115027/02A RU2312164C1 (ru) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312164C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451108C1 (ru) * | 2010-10-04 | 2012-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента |
RU2553155C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биметалл Плюс" | Способ получения диффузионных покрытий на металлических изделиях и устройство для его осуществления |
RU2650661C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2018-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньмашпром" | Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей |
RU2679318C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ диффузионного насыщения изделий из аустенитных сталей |
RU2710617C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ получения износостойкого покрытия на изделии из инструментальной стали |
RU2758506C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ повышения износостойкости и коррозионной стойкости изделий из аустенитных сталей |
RU2781715C1 (ru) * | 2022-08-29 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ формирования коррозионно-стойкого износостойкого покрытия на сталях |
-
2006
- 2006-05-02 RU RU2006115027/02A patent/RU2312164C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451108C1 (ru) * | 2010-10-04 | 2012-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента |
RU2553155C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биметалл Плюс" | Способ получения диффузионных покрытий на металлических изделиях и устройство для его осуществления |
RU2650661C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2018-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньмашпром" | Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей |
RU2679318C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ диффузионного насыщения изделий из аустенитных сталей |
RU2710617C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ получения износостойкого покрытия на изделии из инструментальной стали |
RU2758506C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ повышения износостойкости и коррозионной стойкости изделий из аустенитных сталей |
RU2781715C1 (ru) * | 2022-08-29 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ формирования коррозионно-стойкого износостойкого покрытия на сталях |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2312164C1 (ru) | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия | |
Mitterer et al. | Application of hard coatings in aluminium die casting—soldering, erosion and thermal fatigue behaviour | |
CN100335674C (zh) | 用于与熔融金属接触的浇铸构件 | |
US7562858B2 (en) | Wear and texture coatings for components used in manufacturing glass light bulbs | |
KR100836972B1 (ko) | 액체에 의해 부식되는 기관을 코팅하기 위한 코발트계 합금 | |
KR100987685B1 (ko) | 내구성이 우수한 경질 재료 피복 부재 | |
KR101865530B1 (ko) | 공구의 제조 방법 | |
JP3029642B2 (ja) | 溶融金属に対する耐溶損性の優れた鋳造用金型または接溶湯器具 | |
JP4883400B2 (ja) | 鋳造用部材 | |
RU2650661C1 (ru) | Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей | |
JP3149577B2 (ja) | Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法 | |
KR20110004973A (ko) | 액체금속 중에서 내식성과 내마멸성을 개선시키는 코발트 합금 제품의 표면처리방법과 그 방법에 의해 제조되는 제품 | |
JPH0261308A (ja) | ロッカーアーム及びその製造方法 | |
JP4579706B2 (ja) | 耐亜鉛侵食性が改善された物品 | |
JPS59110727A (ja) | 熱間成形ばねの製造方法 | |
RU2298594C1 (ru) | Раствор для нанесения защитного покрытия на порошковые стали химическим методом | |
CN108754410A (zh) | 用于冲裁模表面强化的梯度覆层的制备方法 | |
Bergmann | Laser surface melting of iron-base alloys | |
JP6872452B2 (ja) | ダイカスト用金型およびダイカスト鋳造方法 | |
KR101560915B1 (ko) | 표면크랙 발생이 억제된 열간프레스용 아연도금강판, 그리고 이를 이용한 열간프레스성형품 및 그 제조방법 | |
JP2011122190A (ja) | 摺動部材およびその製造方法 | |
JPS61231158A (ja) | 多層処理耐摩用治工具 | |
KR20220057591A (ko) | 알루미늄 합금 허브 및 그 표면 코팅 방법 | |
JPH08165581A (ja) | ダイカスト用部材 | |
TWI297365B (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130213 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200503 |