SU1677090A1 - Состав дл химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке , а именно к комплексным процессам в порошкообразных смес х, и может быть использовано в машиностроении дл  повышени  износостойкости изделий из титана и его сплавов. Цель - повышение эффективности обработки за счет интенсификации процесса . Состав дл  химико-термической обработки содержит, мас,%: полиборид магни  10-13; порошок титана 19-25; фторид алюмини  2-4; оксид алюмини  остальное. Обработка проводитс  при 100° С в течение 1 ч, глубина сло  увеличиваетс  в 1,5 раза при сохранении микротвердости. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к химико-термической обработке , а именно к комплексным процессам в порошкообразных смес х, и может быть использовано в машиностроении дл  повышени  износостойкости изделий из титана и его сплавов.

Цель изобретени  - повышение эффективности обработки путем интенсификации процесса.

Состав дл  химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов включает полиборид магни , порошок титана, фторид алюмини  и оксид алюмини  при следующем содержании компонентов, мас.%:

Полиборид магни 10-13

Порошок титана19-25

Фторид алюмини 2-4

Окись алюмини Остальное

Использование в качестве борсодержа- щего элемента полиборида магни  и оптимальное массовое соотношение между ним

и порошком титана способствуют интенсификации процесса насыщени  за счет того, что при температуре процесса происходит химическое взаимодействие между полибо- ридом магни  и порошком титана.

Нижний предел содержани  полиборида магни  (10 мас.%) определ етс  минимальным количеством активных атомов бора необходимых дл  поддержани  высокой насыщающей способности состава. Верхний предел содержани  полиборида магни  (13 мас.%) ограничен резким повышением температуры в результате прохождени  химической реакции между ним и порошком титана, привод щей к спеканию смеси и резкому уменьшению насыщающей способности .

Количественное содержание порошка титана (19-25 мас.%) св зано с массовым содержанием полиборида магни  и определ етс  полнотой прохождени  реакции между ними.

Применение в качестве активатора фторида алюмини  способствует более интенсивной доставке активных атомов бора и титана и устранению припекаемости смеси к поверхности обрабатываемых изделий. Значение 2 мас.% определ ет минимально необходимую концентрацию элементов газовой фазы, от которой зависит скорость образовани  покрыти . Превышение верхнего предела (4 мас.%) приводит к тому, что активатор начинает действовать как инертна  добавка.

В качестве инертной добавки использу- ют оксид алюмини , добавл емый в исходную смесь до 100%. Введение инертной добавки предотвращает спекание смеси и ее налипание к поверхности издели , а также повышение температуры во врем  процесса химико-термической обработки.

Перед использованием все компоненты порошковой насыщающей смеси просуши вают и измельчают при 80-100°С. Затем смесь перемешивают в барабанных смесител х при скорости вращени  60 об/мин в течение 30 мин. Процесс борировани  провод т в контейнерах из нержавеющей стали. Упаковку контейнера начинают с того , что на дно помещают слой смеси толщи- ной 20-30 мм. Затем уклады вают издели  из титана и его сплавов так, чтобы рассто ние до стенок контейнера было не меньше 15- 20 мм, а рассто ние между самими издели ми - не меньше 20 мм. Слой от верха изделий до кромки контейнера должен быть не меньше 40 мм. Снизу в контейнер устанавливают жаростойкую трубку, через которую производ т подачу аргона в смесь. Подготовленный к насыщению контейнер загружают в печь, разогретую до температуры процесса 900-1000°С. Диффузионный слой формируетс  в момент прохождени  химической реакции между полиборидом магни  и порошком титана и после ее завершени  во врем  выдержки при температуре процесса в течение 1 ч. После окончани  процесса контейнер вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Смесь вместе с обработанными издели ми высыпают на поддон . Как правило, отделение смеси от повер- хности изделий не представл ет затруднений. Размер контейнеров выбирают исход  из габаритов обрабатываемых из- делий и рабочего пространства печи. Скорость подачи аргона 0,2-0,3 л/мин.

Борирование проводили на издели х из технически чистого титана ВТ1-0 и титанового сплава ВТ-20.

Повышение эффективности химико-термической обработки титана и его сплавов оценивали измерением микротвердости и толщины покрыти  с помощью прибора

ПМТ-3. Результаты испытаний образцов приведены в таблице. Температура процесса 1000°С, длительность насыщени  1 ч. Дл  сравнени  в таблице приведены результаты борировани  технически чистого титана

ВТ1-0 известным составом при 1000°С в течение 6 ч.

Из таблицы видно, что за врем , в 6 раз меньшее по сравнению с обработкой известным составом, диффузионный слой

имеет толщину в 1,5 раза больше при той же микротвердости поверхности. Следовательно , предлагаемый состав дл  химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов позвол ет повысить эффективность

обработки за счет интенсификации процесса .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Состав дл  химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов,

   включающий борсодержащее вещество, порошок титана, активатор и оксид алюмини , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности обработки за счет интенсификации процесса, он в качестве борсодержащего вещества содержит полиборид магни , а в качестве активатора - фторид алюмини  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Полиборид магни 10-13

   Порошок титана19-25

   Фторид алюмини 2-4

   Окисид алюмини Остальное

   ВТ-20 ВТ 1-0

   40

   40

   80-90 55-60

   2500 2400

   2500