SU1013511A1

SU1013511A1 - Suspension for applying diffusion coatings

Info

Publication number: SU1013511A1
Application number: SU813298394A
Authority: SU
Inventors: Василий Иванович Похмурский; Виктор Борисович Далисов; Дария Дмитриевна Бродяк
Original assignee: Физико-Механический Институт Ан Усср
Priority date: 1981-06-03
Filing date: 1981-06-03
Publication date: 1983-04-23

Abstract

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ, со- держаща алюминиевую пудру, бе тхэнитовую глину, хлористый аммоний и воду, отличающа с тем, что, с целью повьпыени жаростойкости и микро- твердости обрабатываемых изделий, она дополнительно содержит ниобий прв сле дующем соотнощении компонентов, мас.%: Ниобий8,0-8,5 Алюминиева пудра 11,3-12,0 Бентонитова глина 8,О-8,5 Окись алюмини 2,4-3,4 Хлористый аммоний 1,6-2,3 ВодаОстальное (Л СSUSPENSION FOR APPLYING DIFFUSION COATINGS, containing aluminum powder, concreteite clay, ammonium chloride and water, in addition, in order to improve heat resistance and microhardness of the processed products, it additionally contains niobium following the corresponding ratio, and the corresponding ratio of the resistance to heat and microhardness of the products to be processed also contains niobium and water. %: Niobium8.0-8.5 Aluminum powder 11.3-12.0 Bentonite clay 8, O-8.5 Aluminum oxide 2.4-3.4 Ammonium chloride 1.6-2.3 Water Else (L C

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов дл получени диффузионных покрытий, и может быть применено в энергетике, машинострои- . гельной, приборостроительной и других отрасл х промышленности дл зашиты деталей и элементов конструкций, работающих при повышенных температурах и в агрессивных средах. Известен состав суспензий дл диффузионных покрытий, примен ющийс дл повьииёни жарострйкости материалов, например насьпцение сплава ЭС6-4 алкх миниём и танталом, алюминием и ниобием Однако этот состав используе толь ко дл нанесени диффузионных покрытий изделий из сплавов на основе никел . Наиболее близкой по технической сута ности и достигаемому положительному эффекту к изобретению вл етс суспензи дл получени диффузионного покрыти в состав которого вход т следующие ком поненты, мас.%:. Алюминиева пудра62 Бентонитова глина26 Бура12 Прибавка хлористохо аммони к буре 2-5 Вода 250 Покрытие, полученное из этой суспен зии, имеет максимальную микротвердость . 350-45О кгс/мм и эффективно противостоит окислению при температурах до 850°С в течение 40 ч С2 . Однако при более длительном времени испытаний, в частности до 200 ч наблюдаетс интенсивное окисление алитированной стали, вызванное диффузией алюмини 1 112 в основной металл, изменением строени и состава диффузионного сло . Кроме того, микротвердость диффузионного сло сравнительно низка . Цель изобретени - повьш1ение жаростойкости и микротвердости обрабатываемых изделий. Указанна цель достигаетс тем, что в состав суспензии в которую вход т алюминиева пудра, бентонитова глина, хлористый аммоний, вода, дополнительно ввод т ниобий при следующем соотношении, компонентов, мас.%: Яиобий8,О-8,5 Алюминиева пудра 11,3-12,0 Бентонитова глина8,0-8,5 Окись алюмини 2,4-3,4 Хлористый аммоний1,4-2,3 ВодаОстальное Ниобий способствует торможению диффузионной подвижности алюмини и образует с ним ин терме та ллидные соединени , обладающие более высокой микротвбрдостью и сопротивлением окислению. Пример. Технологический процесс нанесени покрыти из суспензии состоит из следующих операций: в кип щий раствор (глинистый) засыпают смесь порошков алюмини , ниоби , окиси алюмини , тщательно перемешивают кип щую смесь и ввод т хлористый аммоний. В подготовленную суспензию окунают образцы с очищенной поверхностью, высушивают cycrifeH- зию на возаухч и в термостате (температура ) цо образовани сухого осадка и производ т диффузионный отжиг в нейтральной атмосфере (аргон) при 950- 1050С в течение 2- ч. Остаток суспензии удал етс . Составы полученных суспензий даны в табл. 1; в табл. 2 свойства суспензий. Т а б л и ц а 1The invention relates to metallurgy, in particular to the chemical and heat treatment of metals and alloys to obtain diffusion coatings, and can be applied in the power engineering industry, machine building. Gel, instrument-making and other branches of the industry for the protection of parts and structural elements operating at elevated temperatures and in corrosive environments. The composition of suspensions for diffusion coatings is known, which is used to increase the heat resistance of materials, for example, saturation of the alloy ES6-4 by alkh by mini and tantalum, aluminum and niobium. However, this composition is used only for the application of diffusion coatings of nickel-based alloys. The closest in technical sutannosti and the achieved positive effect to the invention is a suspension for obtaining a diffusion coating which consists of the following components, wt.% :. Aluminum powder62 Bentonite clay26 Bura12 Increasing ammonium chloride to a storm 2-5 Water 250 The coating obtained from this suspension has a maximum microhardness. 350-45O kgf / mm and effectively withstands oxidation at temperatures up to 850 ° C for 40 h C2. However, with a longer test time, in particular up to 200 hours, intense oxidation of aluminized steel is observed, caused by the diffusion of aluminum 1,112 into the base metal, a change in the structure and composition of the diffusion layer. In addition, the microhardness of the diffusion layer is relatively low. The purpose of the invention is to increase the heat resistance and microhardness of the processed products. This goal is achieved in that the suspension in which aluminum powder, bentonite clay, ammonium chloride, and water are included, additionally introduces niobium in the following ratio, wt.%: Iiobium 8, O-8.5 Aluminum powder 11.3 -12.0 Bentonite clay8.0-8.5 Aluminum oxide 2.4-3.4 Ammonium chloride1.4-2.3 WaterOtherly Niobium contributes to the inhibition of the diffusion mobility of aluminum and forms with it intermetallic compounds with a higher microhardness and resistance to oxidation. Example. The technological process of coating a suspension consists of the following operations: pour a mixture of aluminum, niobium, alumina powders into a boiling solution (clay), thoroughly mix the boiling mixture, and inject ammonium chloride. Samples with a cleaned surface are dipped into the prepared suspension, dried cycrife- hing on the powder and in a thermostat (temperature) to form a dry precipitate, and diffusion annealing is performed in a neutral atmosphere (argon) at 950-1050 ° C for 2 hours. The rest of the suspension is removed . The compositions of the suspensions obtained are given in table. one; in tab. 2 properties of suspensions. Table 1

7,5 8,0 8,3 8,5 9,07.5 8.0 8.3 8.5 9.0

Известна Known

(суспензи (suspension

на основеbased

алюмини ) aluminum)

Предлагаема Offered

1 2 3 4 5 Как видно из данных табл. 2, микротвердость и жаростойкоегь полученного покрыти в 1,5 раза вьпие, чем у покрыти на основе алюмини . Оптимальна добавка йиоби находитс в пределах 8- 8,5 мас.%, так как ппи меныием его количестве идет насыщение преимущественно алюминием, а при болыием его количестве окисл етс ниобий, не вошедший1 2 3 4 5 As can be seen from the data table. 2, the microhardness and heat resistance of the obtained coating is 1.5 times higher than that of the aluminum-based coating. The optimum yiobi supplementation is within 8–8.5 wt.%, Since its quantity saturates mainly with aluminum, and when its quantity is large, niobium is oxidized;

4 о4 o

10135111013511

Таблица 2table 2

18,018.0

160-17О160-17О

в соединени с алюминием и ухудаиавтс режим алитировани . Предлагаема суспензи обеспечивает формирование paBHOMepioro аиффузионного сло с хорошей сплошностью на поверхности и дает возможность автомат зировать и механизировать:все основные операции технологического процесса.in conjunction with aluminum and uhudiavts alitination mode. The proposed suspension provides for the formation of paBHOMepioro of the diffusion layer with good continuity on the surface and makes it possible to automate and mechanize: all the basic operations of the technological process.

Claims

SUSPENSION FOR APPLICATION OF DIFFUSION COATINGS, containing aluminum powder, bentonite clay, ammonium chloride and water, characterized in that, in order to increase the heat resistance and microhardness of the processed products, it additionally contains niobium in the following ratio of components, wt.%:

• Niobium 8.0-8.5 ’Aluminum powder 11.3-12.0 Bentonite clay 8.0-8.5 Aluminum oxide 2.4-3.4 Ammonium chloride 1.6-2.3 Water Else