RU2553155C1 - Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation - Google Patents
Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553155C1 RU2553155C1 RU2014112867/02A RU2014112867A RU2553155C1 RU 2553155 C1 RU2553155 C1 RU 2553155C1 RU 2014112867/02 A RU2014112867/02 A RU 2014112867/02A RU 2014112867 A RU2014112867 A RU 2014112867A RU 2553155 C1 RU2553155 C1 RU 2553155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- zone
- melt
- product
- products
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Description
Способ получения диффузионных покрытий на металлических изделиях и устройство для его осуществления относятся к технологии диффузионной металлизации из среды легкоплавких жидкометаллических растворов, проводимой с целью придания поверхностным слоям изделий особых физико-химических свойств, и могут использоваться в общем машиностроении, в инструментальной промышленности и других областях. В частности, способ и устройство предназначены для нанесения на изделия диффузионных покрытий из среды легкоплавких жидкометаллических растворов в условиях массового производства при одновременном совмещении процессов нанесения покрытий, очистки от следов расплава и термической обработки материала изделий.A method for producing diffusion coatings on metal products and a device for its implementation relate to the technology of diffusion metallization from a medium of low melting liquid metal solutions, carried out with the aim of imparting special physical and chemical properties to the surface layers of products, and can be used in general engineering, in the tool industry and other fields. In particular, the method and the device are intended for applying diffusion coatings on products from a medium of low-melting liquid metal solutions in mass production while combining the processes of coating, cleaning from traces of the melt and heat treatment of the material of the products.
Известен способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия (патент РФ на изобретение №2312164, МПК C23C 2/08 (2006.01), C22C 11/02 (2006.01), опубликован: 10.12.2007), включающий диффузионное насыщение стальных изделий в расплаве, содержащем свинец, литий, никель при температуре от 650 до 1250°C, отличающийся тем, что в расплав вводят хром при следующем соотношении компонентов по массе: свинец от 84,2% до 96,5%; литий от 0,5% до 0,8%; никель от 1% до 5%; хром от 2% до 10%. Нанесение покрытий данным способом осуществляется путем выдержки стального изделия в легкоплавком свинцово-литиевом расплаве, содержащем в растворенном состоянии никель и хром. В результате выдержки стального изделия в расплаве происходит адсорбция никеля и хрома на его поверхности и их диффузия вглубь изделия, что приводит к образованию диффузионного покрытия. Нанесение диффузионных покрытий осуществляется в устройстве для диффузионной металлизации.A known method of applying diffusion coatings on steel products (RF patent for the invention No. 2312164, IPC
Известно устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов (патент РФ на изобретение №2423546, МПК C23C 10/22 (2006.01), C23C 2/00 (2006.01), C23C 28/02 (2006.01), опубликован: 10.07.2011). Устройство содержит нагревательную камеру с внешними нагревателями, в которой располагается ванна с металлическим раствором. На одном уровне с нагревательной камерой расположена шлюзовая камера, служащая для закалки, загрузки и выгрузки изделий. Над нагревательной и шлюзовой камерами расположена манипуляционная камера, которая связывает между собой нагревательную и шлюзовую камеры. В манипуляционной камере размещено роторное устройство перемещения покрываемых изделий, загрузочно-разгрузочное устройство, на котором закреплены покрываемые изделия, теплоизолирующие экраны и уплотняющие водоохлаждаемые диски, обеспечивающие герметизацию шлюзовой камеры.A device for diffusion metallization in an environment of low-melting liquid metal solutions is known (RF patent for the invention No. 2423546, IPC
Одним из важнейших достоинств аналога является то, что нагрев осуществляется внешними электронагревателями за счет применения шахтной электропечи. Шахтная электропечь имеет хорошую теплоизоляцию, а следовательно, высокий КПД, за счет этого сокращаются энергетические затраты и создается возможность значительно увеличить габаритные размеры нагревательной камеры и увеличить ресурс нагревателей. Однако в аналоге нагревательная камера, в которой располагается ванна с металлическим раствором, должна иметь вакуумную плотность, а следовательно, материал, из которого она изготовлена, обязан быть металлическим, так как он должен обладать свариваемостью, иметь при этом высокую жаростойкость, жаропрочность при температурах до 1250°C и инертность к легкоплавкому жидкометаллическому расплаву. Такие высокие требования к материалу нагревательной камеры требуют применения дорогостоящих никель-хромовых сплавов. При этом невысокая жаропрочность данных сплавов в диапазоне температур проведения диффузионной металлизации значительно ограничивает объем ванны для диффузионной металлизации вследствие большой весовой нагрузки, возникающей от жидкометаллического раствора, на стенки нагревательной камеры. Это, в конечном итоге, уменьшает производительность процесса металлизации и не обеспечивает возможность наносить покрытия на детали больших размеров. Кроме того, металлические нагревательные камеры имеют малый ресурс работы.One of the most important advantages of the analogue is that the heating is carried out by external electric heaters through the use of a shaft electric furnace. The shaft electric furnace has good thermal insulation, and therefore, high efficiency, due to this, energy costs are reduced and it is possible to significantly increase the overall dimensions of the heating chamber and increase the resource of heaters. However, in the analogue, the heating chamber in which the bath with the metal solution is located must have a vacuum density, and therefore, the material from which it is made must be metallic, since it must have weldability, and at the same time have high heat resistance, heat resistance at temperatures up to 1250 ° C and inertness to low-melting liquid metal melt. Such high demands on the material of the heating chamber require the use of expensive nickel-chromium alloys. Moreover, the low heat resistance of these alloys in the temperature range of diffusion metallization significantly limits the volume of the bath for diffusion metallization due to the large weight load arising from the liquid metal solution on the walls of the heating chamber. This, ultimately, reduces the performance of the metallization process and does not provide the ability to apply coatings to large parts. In addition, metal heating chambers have a short service life.
Наиболее близким аналогом заявляемого устройства является устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов (патент РФ на изобретение №2293791, МПК C23C 10/22 (2006.01) опубликован: 20.02.07). Данное устройство содержит две водоохлаждаемые камеры, в нижней нагревательной камере расположена ампула с металлическим раствором, теплозащитные экраны, нагревательное устройство, в верхней шлюзовой камере расположен подвижный шток, на котором закреплены покрываемые изделия, при этом полости камер связаны вертикальным каналом, закрытым снизу подвижным теплозащитным экраном, при этом камеры имеют вакуумную систему и систему наполнения их инертным газом, в отличие от прототипа в вертикальном канале, связывающем камеры, установлен герметичный затвор, в боковой стенке верхней шлюзовой камеры выполнен люк. Камеры имеют автономные вакуумные системы и системы наполнения их инертным газом, в верхней шлюзовой камере имеется система циркуляции и охлаждения инертного газа. Система циркуляции и охлаждения инертного газа содержит теплообменник и насос.The closest analogue of the claimed device is a device for diffusion metallization in an environment of low-melting liquid metal solutions (RF patent for the invention No. 2293791, IPC
Технологический процесс нанесения диффузионных покрытий с применением устройства осуществляется следующим образом. В нижнюю нагревательную камеру устанавливается ванна с расплавом, в которой находится транспортный легкоплавкий сплав и растворенные в нем элементы покрытия. Через люк изделия помещаются в верхнюю шлюзовую камеру и закрепляются на загрузочном штоке. Люк закрывается и производится герметизация верхней шлюзовой камеры. Открываются запорные вентили и через вакуумные магистрали производится откачка воздуха из верхней шлюзовой и нижней нагревательной камер. После достижения заданного вакуума верхняя и нижняя камеры заполняются инертным газом. На нагреватели, находящиеся в нижней нагревательной камере, подается электрический ток и производится нагрев ванны с металлическим раствором. После достижения металлическим раствором заданной температуры процесса открывается затвор и экраны, разделяющие верхнюю шлюзовую и нижнюю нагревательную камеры, что обеспечивает объединение полостей верхней шлюзовой и нижней нагревательной камер. Через образовавшийся проход, за счет перемещения загрузочного штока вниз, изделия погружаются в ванну с расплавленным металлическим раствором, и производится выдержка изделий в металлическом растворе заданное время. По истечении времени изделия с помощью штока перемещаются в верхнюю шлюзовую камеру, закрывается затвор, за счет чего полости верхней шлюзовой и нижней нагревательной камер изолируются друг от друга, и включается насос, вызывающий циркуляцию инертного газа, находящегося в верхней шлюзовой камере, что обеспечивает термическую обработку покрытых изделий. После охлаждения изделий до заданной температуры насос отключается, открывается люк верхней шлюзовой камеры, и изделия извлекаются из нее. При этом в нижней нагревательной камере остается инертная среда, и поддерживается заданная температура процесса. Далее производится загрузка следующей партии изделий, вакуумирование и заполнение инертным газом верхней шлюзовой камеры, и цикл нанесения покрытий повторяется.The technological process of applying diffusion coatings using the device is as follows. A bath with a melt is installed in the lower heating chamber, in which there is a transport fusible alloy and coating elements dissolved in it. Through the hatch, the products are placed in the upper lock chamber and fixed on the loading rod. The hatch closes and the upper airlock is sealed. Shut-off valves are opened and air is pumped out from the upper airlock and lower heating chambers through the vacuum lines. After reaching a predetermined vacuum, the upper and lower chambers are filled with inert gas. The heaters located in the lower heating chamber are supplied with electric current and a bath with a metal solution is heated. After the metal solution reaches the set process temperature, the shutter and screens open, separating the upper lock and lower heating chambers, which ensures the integration of the cavities of the upper lock and lower heating chambers. Through the formed passage, by moving the loading rod down, the products are immersed in a bath with molten metal solution, and the products are kept in a metal solution for a predetermined time. After time, the products are moved to the upper airlock using a rod, the shutter closes, due to which the cavities of the upper airlock and lower heating chambers are isolated from each other, and the pump is switched on, which causes the circulation of inert gas located in the upper airlock, which ensures heat treatment coated items. After cooling the products to a predetermined temperature, the pump turns off, the hatch of the upper lock chamber opens, and the products are removed from it. In this case, an inert medium remains in the lower heating chamber, and the set process temperature is maintained. Next, the next batch of products is loaded, evacuated and filled with inert gas in the upper lock chamber, and the coating cycle is repeated.
Недостатком прототипа является то, что нижняя нагревательная камера выполнена водоохлождаемой, что значительно увеличивает энергозатраты на нагрев легкоплавкого раствора (насыщающей среды), так как нагрев осуществляется не в вакууме, а в инертном газе. Кроме этого, наличие нагревателей и боковых защитных экранов в нижней нагревательной камере значительно сокращает ее полезный объем. Следующим недостатком прототипа является конструктивное исполнение нижней камеры, при котором нагревательные элементы контактируют хотя и с инертной средой, но содержащей пары расплава, что приводит к значительному снижению ресурса нагревательных элементов.The disadvantage of the prototype is that the lower heating chamber is water-cooled, which significantly increases the energy consumption for heating a fusible solution (saturating medium), since the heating is carried out not in vacuum, but in an inert gas. In addition, the presence of heaters and side shields in the lower heating chamber significantly reduces its usable volume. Another disadvantage of the prototype is the design of the lower chamber, in which the heating elements are in contact, although with an inert medium, but containing a pair of melt, which leads to a significant reduction in the resource of the heating elements.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технической задачей заявляемого изобретения является создание способа получения диффузионных покрытий на металлических изделиях, обеспечивающего возможность совмещать процесс диффузионного насыщения металлических изделий в легкоплавком жидкометаллическом растворе с очисткой покрытых изделий от следов расплава, с нагревом материала покрываемого изделия до требуемой температуры термической обработки, а также устройства для его осуществления, обладающего конструктивной простотой, не требующего применения вакуумного оборудования и инертных газов, энергетически и материально малозатратного.The technical task of the claimed invention is to provide a method for the production of diffusion coatings on metal products, which provides the opportunity to combine the diffusion saturation of metal products in a low-melting liquid metal solution with the cleaning of coated products from traces of the melt, with heating the material of the coated product to the required heat treatment temperature, as well as a device for it an implementation with constructive simplicity that does not require the use of vacuum equipment and inert gases, energy and materially low-cost.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в значительном сокращении длительности и снижении затратности полного технологического цикла получения готовых изделий с диффузионными покрытиями, расширении номенклатуры покрываемых материалов за счет повышения эффективности применения диффузионной металлизации для углеродистых и малолегированных сталей, снижении материальных и энергетических затрат на изготовление и при эксплуатации устройства для получения диффузионных покрытий и упрощении технологического процесса.The technical result of the claimed invention consists in a significant reduction in the duration and cost of the full technological cycle of obtaining finished products with diffusion coatings, expanding the range of coated materials by increasing the efficiency of diffusion metallization for carbon and low alloy steels, reducing material and energy costs for manufacturing and operation of the device to obtain diffusion coatings and simplify the process a.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе получения диффузионных покрытий на металлические изделия, включающем этап диффузионного насыщения металлических изделий в легкоплавком жидкометаллическом растворе, содержащем элементы, формирующие покрытие на изделии, после этапа диффузионного насыщения осуществляют очистку изделий от следов расплава и термическое воздействие на материал изделия путем перемещения их в слой солевого расплава, имеющий температуру, необходимую для проведения заданной термической обработки покрываемого материала изделия, при этом солевой расплав содержит хлориды Ba, Na и K при следующем соотношении компонентов, мас.%: BaCl2 от 51 до 55; NaCl от 19 до 21; KCl от 24 до 30.The specified technical result is achieved by the fact that in the inventive method for producing diffusion coatings on metal products, including the stage of diffusion saturation of metal products in a low-melting liquid metal solution containing elements forming a coating on the product, after the diffusion saturation step, the products are cleaned of traces of the melt and the thermal effect on product material by moving them into a layer of salt melt having the temperature necessary to carry out a given thermal Coy treatment material to be coated products, wherein the molten salt contains a chloride Ba, Na and K with the following ratio of components, wt%: BaCl 2 from 51 to 55;. NaCl from 19 to 21; KCl from 24 to 30.
Длительность выдержки изделий в слое солевого расплава определятся их конфигурацией и массой.The exposure time of the products in the salt melt layer is determined by their configuration and mass.
Устройство для получения диффузионных покрытий на металлических изделиях, содержащее нагревательную камеру, в которой установлена ампула с металлическим раствором, подвижный шток, на котором закреплены покрываемые изделия, нагревательное устройство, при этом устройство содержит одну камеру, разделенную на три зоны, в нижней зоне камеры, находящейся в нагревательном устройстве, расположена ампула с легкоплавким жидкометаллическим раствором, а над ней расположен защитный противоокислительный слой, состоящий из солевого расплава, содержащего хлориды Ba, Na и K, образующий среднюю зону нагрева, представляющую собой зоны очистки от следов расплава и придания материалу покрытых изделий температуры, соответствующей заданной термической обработки, при этом толщина защитного противоокислительного слоя соответствует толщине слоя легкоплавкого жидкометаллического раствора, а верхняя зона камеры, образующая зону предварительного подогрева покрываемых изделий, выполнена полой и заполнена воздухом, сверху камера закрыта крышкой, в которой закреплен подвижный шток, выполненный с возможностью вертикального перемещения в крышке, кроме этого, нагревательное устройство выполнено внешним и расположено вокруг нижней зоны камеры, а вокруг средней зоны размещена теплоизолирующая оболочка, выполненная с возможностью вертикального перемещения, обеспечивающего регулирование температуры в этой зоне.A device for producing diffusion coatings on metal products, comprising a heating chamber in which an ampoule with a metal solution is mounted, a movable rod on which the coated products are fixed, a heating device, the device comprising one camera divided into three zones in the lower zone of the camera, located in the heating device, an ampoule with a low-melting liquid metal solution is located, and above it is a protective antioxidant layer consisting of a molten salt, soda chloride, Ba, Na, and K, forming a middle heating zone, which is a zone of cleaning from traces of the melt and giving the material of the coated products a temperature corresponding to a given heat treatment, while the thickness of the protective antioxidant layer corresponds to the thickness of the layer of low-melting liquid metal solution, and the upper zone of the chamber, forming the preheating zone of the coated products, made hollow and filled with air, on top of the chamber is closed by a lid in which the movable rod is fixed, made d with the possibility of vertical movement in the lid, in addition, the heating device is made external and is located around the lower zone of the chamber, and around the middle zone there is a heat-insulating shell made with the possibility of vertical movement, providing temperature control in this zone.
Благодаря новой совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, в частности за счет использования слоя солевого расплава, содержащего хлориды Ba, Na и K, размещенного на поверхности легкоплавкого жидкометаллического раствора, получаем возможность совместить процесс диффузионной металлизации с очисткой покрытых изделий от следов расплава и охладить изделие до требуемой температуры, обеспечивающей проведение термической обработки покрываемого материала изделия. При этом слой солевого расплава защищает от окисления легкоплавкий металлический раствор, что создает возможность значительно упростить конструкцию устройства, сделать ее однокамерной и осуществлять процесс металлизации в воздушной среде. Наличие соляного противоокислительного слоя, имеющего толщину, соизмеримую (равную или большую) с толщиной слоя легкоплавкого металлического раствора, а также регулировки его температуры и возможности быстрого извлечения покрытых изделий из устройства (отсутствие систем герметизации) создает возможность, без применения каких-либо устройств, производить изотермическую закалку, закалку и нормализацию углеродистых и малолегированных сталей. Кроме этого, полностью отпадает необходимость использования вакуумного оборудования и инертных газов, что позволяет снизить материальные и энергетические затраты на изготовление установки, ее эксплуатацию и способствует упрощению технологического процесса. Упрощению конструкции и снижению материальных и энергетических затрат также способствует использование в установке внешнего источника тепла, которым может являться шахтная печь. Таким образом, перечисленные достоинства рассматриваемых способа и устройства обеспечивают возможность решить поставленные технические задачи.Thanks to a new set of essential features of the claimed invention, in particular due to the use of a salt melt layer containing Ba, Na and K chlorides placed on the surface of a low-melting liquid metal solution, we get the opportunity to combine the diffusion metallization process with cleaning coated products from traces of melt and cool the product to the temperature, providing heat treatment of the coated material of the product. At the same time, the salt melt layer protects the fusible metal solution from oxidation, which makes it possible to significantly simplify the design of the device, make it single-chamber and carry out the metallization process in air. The presence of a salt antioxidant layer having a thickness commensurate (equal to or greater) with the layer thickness of the fusible metal solution, as well as adjusting its temperature and the ability to quickly remove coated products from the device (lack of sealing systems), makes it possible, without the use of any devices, to produce isothermal hardening, hardening and normalization of carbon and low alloy steels. In addition, the need to use vacuum equipment and inert gases is completely eliminated, which allows to reduce material and energy costs for the manufacture of the installation, its operation and helps to simplify the process. The simplification of the design and the reduction of material and energy costs are also facilitated by the use of an external heat source in the installation, which can be a shaft furnace. Thus, the listed advantages of the considered method and device provide the opportunity to solve the technical problems.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 схематично изображен вариант выполнения заявляемого устройства, которое позволяет осуществить заявляемый способ получения диффузионных покрытий на металлических изделиях.Figure 1 schematically shows an embodiment of the inventive device, which allows the inventive method for producing diffusion coatings on metal products.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Заявляемое устройство содержит камеру 1. Камера 1 имеет по высоте три зоны нагрева 10, 11, 12. Нижняя зона 10 - зона нагрева легкоплавкого металлического раствора 2, который находится в ампуле 3. Средняя зона 11 нагрева - зона нагрева солевого расплава 4, а верхняя зона 12 - зона предварительного подогрева покрываемых изделий 5, закрепленных на загрузочном штоке 6. Сверху камера закрыта крышкой 7, через отверстие в которой проходит шток 6. Нагревательная камера 1 в пределах зоны 10 размещена в нагревательном устройстве 8, например в шахтной печи. Зона 11 нагревательной камеры 1 снаружи закрыта слоем теплоизолирующего материала - теплоизолирующая оболочка 9. Теплоизолирующая оболочка 9 выполнена с возможностью перемещаться относительно стенок камеры 1, чем обеспечивается регулирование температуры в зоне 11.The inventive device comprises a
Нанесение покрытий производится следующим образом. Первоначально ампулу 3 с предварительно подготовленным легкоплавким металлическим раствором 2 устанавливают на дно нагревательной камеры 1. Затем в ампулу 3 и сверх нее в камеру 1 вводят смесь солей заданного состава, содержащую BCl2; NaCl; KCl в количестве, обеспечивающем после ее расплавления образование над поверхностью металлического раствора слоя солевого расплава 4 (зона 11), толщина которого соизмерима (равна или больше) с толщиной слоя легкоплавкого металлического раствора 2, размещенного в ампуле 3. Далее включают нагревательное устройство 8 и расплавляют легкоплавкий металлический раствор 2 и солевую смесь, что приводит к образованию на поверхности легкоплавкого металлического раствора 2 слоя расплава 4 солей, который защищает легкоплавкий металлический раствор 2 от окисления и обеспечивает возможность проведения процесса металлизации в воздушной среде.The coating is as follows. Initially, the
После нагрева легкоплавкого металлического раствора до заданной температуры процесса металлизации покрываемые изделия 5 закрепляют на загрузочном штоке 6 и размещают в зоне 12 камеры 1, где выдерживают заданное время для предварительного подогрева. Для уменьшения парения солевого расплава, его окисления и фиксации в заданном положении загрузочного штока 6 с закрепленными на нем изделиями 5 камера 1 закрывается крышкой 7.After heating the fusible metal solution to a predetermined temperature of the metallization process, the
По завершении предварительного подогрева изделия 5 с помощью загрузочного штока 6 опускают в ампулу 3, где находится легкоплавкий жидкометаллический раствор 2, и выдерживают в нем заданное время (процесс металлизации). Затем с помощью загрузочного штока 6 изделия 5 перемещают в солевой расплав 4 (зона 11). Температура солевого расплава 4 соответствует температуре требуемой термической обработки материала покрытых изделий и регулируется посредством перемещения теплоизолирующей оболочки 9 зоны 11. Одновременно с поверхности изделий 5 происходит удаление следов легкоплавкого металлического раствора (очистка изделий). Далее изделия перемещают в третью зону, откуда их извлекают для последующего охлаждения либо в охладителе - закалка, либо на воздухе - нормализация. Для устранения крупнозернистости структуры, которая может образовываться в покрываемом сплаве в процессе металлизации, покрытые изделия после охлаждения в зоне 12 могут повторно быть перемещены в солевой расплав 4, выдерживаться в нем до завершения превращений и после этого подвергаться закалке или нормализации.Upon completion of the preheating of the
Таким образом, рассматриваемый способ получения диффузионных покрытий на металлических изделиях и устройство для его осуществления за счет создания возможности проведения в одной камере процесса металлизации, очистки покрытых изделий от следов расплава и термической обработки материала покрытых изделий, при одновременном упрощении конструкции устройства и технологических операций, обеспечивают значительное снижение материальных и энергетических затрат на изготовление установки и при ее эксплуатации, повышение коэффициента полезного действия установки, а также рост производительности процесса металлизации и расширение номенклатуры материала покрываемых изделий.Thus, the considered method of obtaining diffusion coatings on metal products and a device for its implementation by creating the possibility of carrying out a metallization process in one chamber, cleaning the coated products from traces of the melt and heat treatment of the material of the coated products, while simplifying the design of the device and technological operations, provide a significant reduction in material and energy costs for the manufacture of the installation and during its operation, an increase in the coefficient of usefulness the installation, as well as increasing the productivity of the metallization process and expanding the range of material of coated products.
Пример 1. Получение диффузионных никель-хромовых покрытий из среды легкоплавкого раствора, а также очистка от следов расплава и термическая обработка покрываемого материала производились с использованием рассматриваемого способа получения диффузионных покрытий и устройства для его осуществления на образцах, изготовленных из стали 5ХНМ,Example 1. Obtaining diffusion nickel-chromium coatings from the environment of the low-melting solution, as well as cleaning from traces of the melt and heat treatment of the coated material was carried out using the method for producing diffusion coatings and a device for its implementation on samples made of 5XHM steel,
Легкоплавкий металлический раствор размещался в цилиндрической ампуле, изготовленной из стали Ст 3. Легкоплавкий металлический раствор содержал 0,75% лития, 3% никеля, 3% хрома, остальное - свинец, а солевой расплав состоял из 55% BaCl2, 21% NaCl, 24% KCl.The low-melting metal solution was placed in a cylindrical ampoule made of St3 steel. The low-melting metal solution contained 0.75% lithium, 3% nickel, 3% chromium, the rest was lead, and the salt melt consisted of 55% BaCl 2 , 21% NaCl, 24% KCl.
Процесс получения покрытий осуществлялся при температуре 1050°C, длительность процесса 1 час, температура соляного расплава 820°C, после выдержки в солевом расплаве в течение 3 минут проводилась закалка покрытых образцов путем их охлаждения в индустриальном масле.The process of obtaining coatings was carried out at a temperature of 1050 ° C, the duration of the process was 1 hour, the temperature of the salt melt was 820 ° C, after exposure to the salt melt for 3 minutes, the quenched samples were quenched by cooling them in industrial oil.
В результате реализации проведенного процесса с применением рассматриваемых способа получения покрытий и устройства для его осуществления на поверхности образцов было получено покрытие толщиной 15 мкм, состоящее из твердого раствора системы «никель-хром-железо», образцы были очищены от следов легкоплавкого расплава, а материал образцов - сталь 5ХНМ был подвергнут закалке.As a result of the implementation of the process using the considered method of producing coatings and a device for its implementation, a coating with a thickness of 15 μm was obtained on the surface of the samples, consisting of a solid solution of the nickel-chromium-iron system, the samples were purified from traces of low-melting melt, and the material of the samples - 5XHM steel was hardened.
Пример 2. Получение диффузионных никель-медных покрытий из среды легкоплавкого раствора, а также очистка от следов расплава и термическая обработка покрываемого материала производились на пресс-форме для литья под давлением корпуса бензонасоса автомобиля ВАЗ, изготовленной из стали 4Х5МФС.Example 2. Obtaining diffusion nickel-copper coatings from the environment of the low-melting solution, as well as cleaning from traces of the melt and heat treatment of the coated material was carried out on a mold for injection molding the body of the fuel pump of a VAZ car made of steel 4X5MFS.
Процесс получения покрытий осуществлялся в легкоплавком жидкометаллическом растворе, состоящем из 87% свинца, 3% никеля, 9% меди, при температуре 1030°С, длительность процесса 1 час, а солевой расплав состоял из 51% BaCl2, 19% NaCl, 30% KCl. Температура солевого расплава была равна 650°C, после выдержки в солевом расплаве в течение 5 минут проводилась закалка покрытых образцов путем их охлаждения на воздухе.The coating process was carried out in a low-melting liquid metal solution consisting of 87% lead, 3% nickel, 9% copper, at a temperature of 1030 ° C, the duration of the process was 1 hour, and the molten salt consisted of 51% BaCl 2 , 19% NaCl, 30% KCl. The temperature of the salt melt was 650 ° C; after exposure to the salt melt for 5 minutes, the coated samples were quenched by cooling in air.
На поверхности пресс-формы после проведения процесса, в соответствии с рассматриваемыми способом и устройством для его осуществления, сформировались покрытия на базе никеля и меди, их толщина составляла 12 мкм, а также произошли очистка пресс-формы от остатков легкоплавкого жидкометаллического расплава и закалка ее стальной основы.On the surface of the mold after the process, in accordance with the method and device for its implementation, coatings formed on the basis of nickel and copper, their thickness was 12 μm, and the mold was cleaned of the remnants of the low-melting liquid metal melt and its steel quenched the basics.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014112867/02A RU2553155C1 (en) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014112867/02A RU2553155C1 (en) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2553155C1 true RU2553155C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014112867/02A RU2553155C1 (en) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2553155C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692142C1 (en) * | 2019-02-08 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallisation in medium of low-melting liquid metal solutions |
| RU2711701C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-01-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Plant for application of coatings in medium of low-melting materials |
| RU2767108C1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallization in medium of low-melting liquid metal solutions |
| RU2789323C1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallization of products in a low-melting liquid metal solution |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1501293A (en) * | 1923-02-08 | 1924-07-15 | Richard Staack Lead Coating Wo | Method of coating metals, flux therefor, etc. |
| US1914269A (en) * | 1925-08-18 | 1933-06-13 | Tadeusz Liban | Method of applying metal coatings |
| RU2277605C2 (en) * | 2003-12-17 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" | Melting bath - furnace for applying coatings of easy-to-melt metals onto articles and its operation method |
| RU2293791C1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-02-20 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Apparatus for diffusion metallization in liquid metal solutions of easy-to-melt metals |
| RU2312164C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-12-10 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Method for applying diffusion covers on steel articles |
-
2014
- 2014-04-02 RU RU2014112867/02A patent/RU2553155C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1501293A (en) * | 1923-02-08 | 1924-07-15 | Richard Staack Lead Coating Wo | Method of coating metals, flux therefor, etc. |
| US1914269A (en) * | 1925-08-18 | 1933-06-13 | Tadeusz Liban | Method of applying metal coatings |
| RU2277605C2 (en) * | 2003-12-17 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Череповецкий сталепрокатный завод" | Melting bath - furnace for applying coatings of easy-to-melt metals onto articles and its operation method |
| RU2293791C1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-02-20 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Apparatus for diffusion metallization in liquid metal solutions of easy-to-melt metals |
| RU2312164C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-12-10 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Method for applying diffusion covers on steel articles |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692142C1 (en) * | 2019-02-08 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallisation in medium of low-melting liquid metal solutions |
| RU2711701C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-01-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Plant for application of coatings in medium of low-melting materials |
| RU2767108C1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallization in medium of low-melting liquid metal solutions |
| RU2789323C1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for diffusion metallization of products in a low-melting liquid metal solution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dadbakhsh et al. | Effect of SLM parameters on transformation temperatures of shape memory nickel titanium parts | |
| RU2553155C1 (en) | Method of manufacturing of diffusion coatings on metal products and device for its implementation | |
| CN101954474B (en) | Method for preparing copper-lead alloy/steel bimetal laminated composite material | |
| JP6242903B2 (en) | Method and apparatus for heat treating aluminum workpiece and aluminum workpiece | |
| CN105506318B (en) | A kind of production technology of extra super duralumin alloy | |
| JP2019516009A (en) | Method for producing parts from duplex stainless steel, and parts produced using said method | |
| RU2767108C1 (en) | Device for diffusion metallization in medium of low-melting liquid metal solutions | |
| RU2521187C2 (en) | Device for diffusion metallisation in medium of fusible liquid-metal solutions | |
| GB972289A (en) | A method of and apparatus for producing a ribbon of thermoplastic material | |
| US20150252460A1 (en) | Method for improving mechanical properties of aluminum alloy castings | |
| RU2423546C1 (en) | Device for diffusive metallisation in medium of fusible liquid metal solutions | |
| US2142139A (en) | Hardening process for high speed steel tools and other articles | |
| JP6468420B2 (en) | Vacuum heat treatment method | |
| WO2022074443A1 (en) | A method of manufacturing a metallic component by additive manufacturing process and a system thereof | |
| JPWO2013057793A1 (en) | Rust prevention treatment method for molds | |
| CN105483502A (en) | Production method for spring wire | |
| CN104250721A (en) | Surface Modification Processing Method, Surface Modification Processing Device And Carburizing Furnace Part | |
| RU2677824C2 (en) | Method of manufacturing details of high-temperature tantalum carbide heater for vacuum resistance electrical furnace | |
| CN101492805B (en) | Carburizing method with high-carbon cast iron melt liquid as carburizing medium | |
| CN102974804A (en) | Manufacturing method of casting with wear resistance and corrosion resistance on surface | |
| CN108118164A (en) | The preparation method of the anti-corrosion solderable crack arrest titanium alloy of intensity during ship is used | |
| US1915243A (en) | Method of producing chromium | |
| Babul et al. | Application of active powders at fluidised bed heat treatment technologies | |
| US755763A (en) | Process of tempering or hardening cast-iron. | |
| RU2711701C1 (en) | Plant for application of coatings in medium of low-melting materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200403 |