SU1622423A1 - Состав дл титанировани стальных и чугунных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной и других отрасл х промышленности Цель изобретени  - повышение коррозионной стойкости, интенсификаци  процесса насыщени  и снижение температуры насыщени . В состав дл  титанировани  стальных и чугунных изделий, содержащий порошок титана, оксид алюмини  и активатор , дополнительно ввод т порошок никел  а в качестве активатора - фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов , мас.%: порошок титана 25-40: порошок никел  25-40 фтористый алюминий 2-6; оксид алюмини  остальное. Это позвол ет повысить коррозионную стойкость в 2-2,5 раза, толщину диффузионного сло  в 1,5-2,5 раза, снизить температуру процесса. 2 табл

Description

ioo С

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке , и может быть использовано в машиностроительной , химической и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса насыщени , повышение коррозионной стойкости диффузионных покрытий и снижение температуры насыщени .

В состав дл  титанировани  стальных и чугунных изделий, содержащий порошковый титан, оксид алюмини  и активатор, дополнительно вводитс  порошок никел , а в качестве активатора - фтористый алюминий , при следующем соотношении компонентов , мас.%

Порошковый титан25-40

Порошок никел 25-40

Фтористый алюминий 2-6 Оксид алюмини Остальное

Вход щий в состав насыщающей смеси порошок никел  при высоких температурах (свыше 950°С) при насыщении образует жидкометаллическую фазу что приводит к резкому увеличению скорости диффузии Однако экспериментальные исследовани  показали, что возможно планирование с использованием предлагаемого состава и при более низких температурах, начина  с 850°С, так как при температурах выше 770°С в предлагаемом составе происходит эвтектоидна  реакци  с перестройкой кристаллической решетки а -твердого раствора в / -твердый раствор, котора  сопровождаетс  увеличением подвижности атомов кристаллической решетки, что ускор ет образование активны эюмов титана а значит и увеличивает СКОПРГТЬ диффузии. Используемый в изнег им к сое ывах дл  титанировани  активатор N. nfi при традио ю

го

4 N) 00

ционном титанировании распадаетс  на МН,ч и I1CI, которые, взаимодейству  с поверхностью деталей, пассивируют ее, что преп тствует процессу диффузии при низких температурах. Введение в предлагав- мый состав в качестве активатора фтористого алюмини , который при нагреве распадаетс  на F и AIF2, способствует образованию активных атомов титана и не взаимодействуете поверхностью деталей, таким образом способствует осаждению активных атомов титана на поверхность обрабатываемой детали.

Вход щий в состав порошковый титан получен путем размола титановой губки или стружки Данные по вли нию количества порошкового титана, порошкового никел  и фтористо о алюмини  на толщину диффузионного сло , коррозионную стойкость и тем- пер туру насыщени  представлены в табл.1

Как чидно из табл. 1, с понижением процентного содержани  порошкового никел  в насыщающей смеси с 40 до 25 мас.% толщина диффузионного сло  и коррозионна  стойкость увеличиваютс , содержание титана при этом 40 мас.%, фтористого алюмини  6 мас.%. Дальнейшее уменьшение содержани  порошка никел  менее 25 мас.% в насыщающей смеси приводит к резкому снижению толщины диффузионного сло  и коррозионной стойкости титановых покрытий, При увеличении содержани  порошка никел  до 45 мзс.% и снижении при этом количества порошка титана до 20 мас.% и фтористого алюмини  до 1 мас.% происходит резкое снижение коррозионной стойкости толщины диффузионного сло . При повышении температуры насыщени  до 950°С толщина и коррозионна  стой- кость покрытий увеличиваютс .

Процесс титанировани  осуществл ют при 850-950°С. Диффузионное титанирова- ние изделий предлагаемым составом провод т следующим образом. Издели  очищают от ржавчины и гр зи, обезжиривают. Готов т насыщенную смесь путем смешивани  порошков титана, никел , фтористого алюмини  и оксида алюмини  в конусном смесителе в течение 0,5-1 ч.

При титанировании в порошковой смеси детали упаковывают в следующем пор дке: на дно тигл  помещают слой насыщающей смеси толщиной 20-30 мм, затем укладывают детали таким образом, что- бы рассто ние до стенок тигл  и между детал ми было не менее 15-20 мм. Детали засыпают смесью толщиной 30-40 мм. Дл  предотвращени  окислени  используетс  плавкий затвор. Тигли помешают в печь,

нагретую до 850-950°С и выдерживают 4 6ч. Затем тигли извлекают из печи, охлаждают и распаковывают.

П р и м о р 1. Провод т титанирование образцов из стали 08КП и серого чугуна Сч18, которые предварительно очищают и обезжиривают. Готов т насыщающую смесь дл  получени  покрыти  следующего состава, мас.%:

Порошок титана25

Порошок никел 40

Фтористый алюминий2

Оксид алюмини 33

путем смешивани  компонентов в конусном смесителе в течение 0,5 ч.

Приготовленные образцы упаковывают в тигель и засыпают насыщающей смесью. Навод т плавкий затвор и помещают тигель в печь, нагретую до температуры насыщени , и выдерживают в течение 4 ч. После этого тигли извлекают из печи, охлаждают и распаковывают. Титанирование образцов осуществл ют при 850 и 950°С.

Исследование полученных образцов проводили следующим образом. Коррозионные испытани  провод т в среде 15%-ной ЬШОз в термостате при 100°С. Скорость коррозии определ ют по потере веса Взвешивание образцов провод т на весах с точностью до 0,001 г. Толщину диффузионного сло  определ ют на металлографическом микроскопе.

П р и м е р 2. Титанирование образцов осуществл ют аналогично примеру 1. Тита- нирующий состав имеет следующее соотношение компонентов, мае %:

Порошок титана32,5

Порошок никел 32,5

Фтористый алюминий 4

Оксид алюмини 31

Температура насыщени  850 и 950°С, выдержка 4 ч.

П р и м е р 3. Титанирование образцов осуществл ют аналогично примеру 1. Тита- нирующий состав имеет следующее содержание компонентов, мэс.%:

Порошок титана40

Порошок никел 25

Алюминий фтористый 6

Оксид алюмини 29

Дл  сравнени  провод т титанирование образцов известным составом при 850 и 950°С, содержащим мас.%:

Порошок титана70

Оксид алюмини 24

Хлористый аммонийб

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл.2.

Как видно из табл. 2, использование предлагаемого состава дл  тмтанирпрлниа

по сравнению с известным обеспечивает повышение коррозионной стойкости в 2-2,5 раза, диффузионного сло  в 1,5-2,5 раза. Кроме того, снижаетс  температура процесса титанировани  до 850°С, что не достигаетс  известным составом.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Состав дл  титанировани  стальных и чугунных изделий, включающий порошок титана , оксид алюмини  и активатор, о т л и ч а

   ю щ и и с   тем, что, с целью интенсификации процесса насыщени , повышени  коррозионной стойкости и снижени  температуры насыщени , он дополнительно содержит порошок никел , а в качестве активатора - фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошок титана25-40

   Порошок никел 25-40

   Фтористый алюминий 2-6 Оксид алюмини Остальное

   Таблица 1

   Таблица 2