SU740862A1

SU740862A1 - Method of chemical treatment of metals and alloys

Info

Publication number: SU740862A1
Application number: SU782568908A
Authority: SU
Inventors: Сергей Викторович Рыбаков; Виктор Федорович Шатинский; Михаил Семенович Гойхман
Original assignee: Физико-Механический Институт Ан Украинской Сср
Priority date: 1978-01-12
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1980-06-20

Description

Изобретение относитс к области хич мико-термической обработки металлов и сплавов дл получени однослойных и многослойных защитных и декоративных покрытий на металлах и сплавах, оно может найти применение в энергетической , авиационной, электротехнической, химической, ювелирной промышленности и в приборостроении дл получени защитных покрытий. Известен способ получени диффуз ов ных покрытий из транспортного легкоплавкого расплава, сод нсашеич) порошки легирующего компонента при8ОО-9ООС Известен также способ получени на металлах и сплавах засаитво-лекорагаввых покрытий драгоценными мета11лами путем изотермического переноса массы в расплаве натри 2.: с. целью уменьшени расхода драгоценного металла при нанесении покрыти и получени более равномерного и качественного защитно-декоративного диффузионного сло серебра н платины на м&ди и армко-жепезе процесс ведут в ампулах, расположенных под углом ЗО к горизонту и вращающихс вокруг своей оси со скоростью 10О об/мин при 43О-47О°С и 630-67О°С дл меди и армко-железа соответственно в течение 5-6 ч. С целью экономии драг металла в расплав натри ввод т не более О,3 вес.% диффундирующего компонента огг веса транспортного расплава при отсутствии катадазатора. Процесс осуществл ют в ампулах из нитридокремтшвой керамики, обладающей нулевым углом смачивани по отношению к расидаву натри и химической инертностью по отношению к серебру и платине, Шаако при известных способах невога южао получить из одного расплава многослойное покрытие, т.е. дл нанеceiffla многослойного покрыти необходимо последовательно повтор ть процессы /шффузионного насьндени , что усложн ет техно огию и увеличивает врем обработки . Кроме того, в расплав ввод т чистые металлы при отсутствии катализатора , поэтому процесс обработки длителен и нетехнойогичен. Целью изобретени вл етс получение многослойных диффузионных покрытий на металлах и сплавах из одной ванны расплава легкоплавкого металла, например из расплава натри , а также снижение температуры насыщени и умекьшение времени обработки, причем обеспечиваетс нанесение диффузионных слоев металлов в необходимой последовательности . Цель достигаетс тем, что в транспор ный расплав ввод т по 0,3 В9С.% соединений наносимых металлов со значительной разницей в температурах диссоциации (не менее 50 С). Процесс диффузионного насыщени ведут ступенчато, повыша температуру выше температуры диссоциации соединени металла, наносимого на данном этапе, но ниже температуры диссоциации соединени металла, наноси- мого следующим слоем. На каждой температурной ступени делают вьщержку дл формировани необходимого по толщи не очередного сло покрыти . Подбира соединени металлов таким образом. чтобы их температура диссоциации повы- 30 шалась в той же последовательности, что и необходимый пор док нанесени слоев металлов, получают многослойные покрыти с наперед заданным чередованием слоев наносимых металлов. Пример 1. Нанос т на армкожвлезо многослойное покрытие, содержащее медь, серебро и кадмий. В рас,плав натри ввод т по 0,3 Bec..%Cu,,N (температура диссоциации 300C),Ag0 40 (температура диссоциации ) и CdO (температура диссоциации вьш1е 9ОО°С) и процесс ведут ступенчато: при вьщержке в течение 5 ч при 5ОО С происходит осаждение сло меди на армко-железе при увеличении температуры до 6ОО С и вьщержка в течение 5 ч осаждаетс слой серебра; при увеличении температуры до 100О С и последующей вьщержке в течение 5 ч происходит нанесение сло кадми . Обща толщины полученно35 50 го многослойного диффузионного покрыти около 150 мкм. П р и м е р 2, многослойное покрытие на армко-железо из меди , серебра и платины с заданной последовательностью слоев этих металлов, а именно: а) первый слой из меди, второй из серебра, третий (наружный) из платины. В расплав натри ввод т по 0,3 вес. Си S (температура диссоциации 220 С), (температура диссоциации 32О С) и PiCe. (температура диссоциации STOt). Процесс провод т ступенчато при ЗОО, 350 и 5ОО°С с выдержкой на каждой температурной ступени в течение 5 ч. В результате получают многослойное покрытие медь-серебро-платина общей толщиной более 80 мкм; б) получают многослойное покрытие, в котором первый слой медь, второй платина и третий (наружный) серебро. Дл этого в расплав натри ввод т по 0,3 вес.% (температура диссоциации 300°С),.(температура диссоциации 37О°С) и (температура ° диссоциации 550° С) и выдерживают при 320, 5ОО и 57ОС по 5 ч. Получаемое таким образом покрытие имеет толщину более 100 мкм и заданное чередование нанесенньпс слоев металлов. Предлагаемый способ позвол ет получать р д . различных многослойных покрытий , а при нанесении однослойного покрыти , введение вместо чистого металла в расплав его соединений также обеспечивает положительный эффект снижение температуры насыщени и уменьшение времени обработки. Параметры процессов получени некоторых диффузионных многослойньгх покрытий приведены в табл. 1. Параметры проведени процессов насьш ени при нанесении однослойных а ффузионных покрытий приведены в табл. 2. Из представленных данных можно сделать вывод, что на металлах и сплавах предлагаемым способом можно получить одно-, двух- и трехслойные покрыти при более низких температурах и меньшей затрате времени. Режимы нанесени покрытий из расплава натри The invention relates to the field of hich-heat treatment of metals and alloys to produce single-layer and multi-layer protective and decorative coatings on metals and alloys, it can be used in the energy, aeronautical, electrical, chemical, jewelry industry and instrument-making industry to obtain protective coatings. A known method of obtaining diffusion of ovary coatings from a transporting low-melting melt, sodasheich) powders of the alloying component at 8OO-9OOC in order to reduce the consumption of precious metal during coating and to obtain a more uniform and high-quality protective-decorative diffusion layer of silver and platinum on m & di and armco-jepez, the process is carried out in ampoules located at an angle of 30 to the horizon and rotating around its axis at a speed of 10 / min at 43O-47O ° C and 630-67O ° C for copper and Armco iron, respectively, for 5-6 hours. To save the metal drag, no more than O, 3 wt.% of the diffusing component of the weight are introduced into the sodium melt. transport melt in the absence of atadazatora. The process is carried out in ampoules of nitride-ceramic ceramics having a zero wetting angle with respect to sodium rasidav and chemical inertness with respect to silver and platinum. In the well-known methods of nonwoofer yujo, the multilayer coating, i.e. for a nanoceiffla multilayer coating, it is necessary to repeat the processes / diffusion on the back, which complicates the technology and increases the processing time. In addition, pure metals are introduced into the melt in the absence of a catalyst; therefore, the treatment process is long and silent. The aim of the invention is to obtain multilayer diffusion coatings on metals and alloys from a single molten bath of a low-melting metal, for example, from a sodium melt, as well as reducing the saturation temperature and reducing the processing time, with the application of diffusion layers of metals in the required sequence. The goal is achieved by injecting 0.3 V9C into the transport melt.% Of compounds of applied metals with a significant difference in dissociation temperatures (at least 50 ° C). The process of diffusion saturation is carried out stepwise, raising the temperature above the dissociation temperature of the metal compound applied at this stage, but below the dissociation temperature of the metal compound applied by the next layer. At each temperature stage, a step is made to form the next layer of coating required over a thickness. Select metal compounds in this way. so that their dissociation temperature increases in the same sequence as the required order of deposition of metal layers, multilayer coatings are obtained with a predetermined alternation of layers of applied metals. Example 1. Apply a multi-layered coating on the leather jacket containing copper, silver and cadmium. Sodium melt is injected at 0.3%, ..% Cu ,, N (dissociation temperature 300C), Ag040 (dissociation temperature) and CdO (dissociation temperature above 9OO ° C) and the process is carried out in steps: 5 hours at 5OO C, a copper layer is deposited on the Armco iron with an increase in temperature to 6OO C and a silver layer is deposited for 5 hours; As the temperature increases to 100 ° C and the subsequent latching, cadmium layers are applied over 5 hours. The total thickness of the obtained 35–50 multilayer diffusion coating is about 150 µm. PRI me R 2, a multilayer coating on Armco iron from copper, silver and platinum with a given sequence of layers of these metals, namely: a) the first layer of copper, the second of silver, the third (outer) of platinum. 0.3 wt. Is added to the sodium melt. C S (dissociation temperature 220 C), (dissociation temperature 32 C) and PiCe. (temperature of dissociation STOt). The process is carried out in steps at ZOO, 350 and 5OO ° C with an exposure at each temperature step for 5 hours. As a result, a multilayer copper-silver-platinum coating with a total thickness of more than 80 microns is obtained; b) a multilayer coating is obtained in which the first layer is copper, the second platinum and the third (outer) silver. For this, 0.3 wt.% (Dissociation temperature 300 ° C), (dissociation temperature 37 ° C) and (dissociation temperature 550 ° C) are introduced into the sodium melt and kept at 320, 5OO and 57 ° C for 5 hours. The coating thus obtained has a thickness of more than 100 μm and a predetermined alternation of deposited metal layers. The proposed method allows a number of dd to be obtained. different multilayer coatings, and when applying a single-layer coating, the introduction of its compounds instead of pure metal into the melt also provides a positive effect of lowering the saturation temperature and reducing the processing time. The parameters for the preparation of certain diffusion multilayer coatings are given in Table. 1. Parameters of carrying out processes of saturation when applying single-layer and fusion coatings are given in Table. 2. From the presented data it can be concluded that on metals and alloys by the proposed method one can get one-, two- and three-layer coatings at lower temperatures and less time. Melting Coating Modes

Таблица 1 Table 1

CO;jN3OOCO; jN3OO

СиSi

FeFe

Agr3550Agr3550

Cd Cd

CdO900CdO900

СиSi

Си S220Si s220

Ae PtAe pt

FeFe

Ag CN32OAg CN32O

PtCe,370PtCe, 370

Cu N30OCu N30O

СиSi

FeFe

Ptce.370Ptce.370

PtPt

Ag 3550Ag 3550

Ag CvAg cv

К С Оф500KS Of500

FeFe

CdCd

CdO900CdO900

Cd CrCd cr

FeFe

K2CrO 50OK2CrO 50O

плавы на Pt floating on Pt

е Nt) ИПИ АЛо Uee Nt) IPI ALO Ue

илеНд125iDND125

o жеo the same

At Si Б Re Be ReAt Si B Re Be Re

Si Ид410 Si Id410

ВдН.оVdno

Be(NClj-t 3H 200Be (NClj-t 3H 200

,60O 60O

0O 0O

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 005 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

oooooo

3OO 35O 500 320 500 570 8OO .1000 49O 900 550 1000 400 9OO 59O 100 lOOO 590 10003OO 35O 500 320 500 570 8OO .1000 49O 900 550 1000 400 9OO 59O 100 lOOO 590 1000

77408628 Режим нанесевн прк|}ытай из распл эва натри 77408628 Nasev prk mode |} Find out from eva sodium

Таблица 2 table 2

Claims

Claim

A method of chemical-thermal treatment of metals and alloys, including diffusion saturation with continuous stirring of a sodium melt containing coating elements, characterized in that, in order to obtain multilayer diffusion coatings of various metals from one liquid metal melt, as well as to reduce the processing temperature and reduce the duration of the process , 0.3 wt.% of compounds of applied elements thermally dissociating at various temperatures and during diffusion saturation are introduced into the melt Nia steplike processing temperature, the saturation temperature is increased to and held at these temperatures.