SU804715A1 - Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles - Google Patents

Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles Download PDF

Info

Publication number
SU804715A1
SU804715A1 SU792760000A SU2760000A SU804715A1 SU 804715 A1 SU804715 A1 SU 804715A1 SU 792760000 A SU792760000 A SU 792760000A SU 2760000 A SU2760000 A SU 2760000A SU 804715 A1 SU804715 A1 SU 804715A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
titanium
steel
cast iron
powder
layer
Prior art date
Application number
SU792760000A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Николаевич Михайлин
Евгений Викторович Зисман
Original Assignee
Центральный Научно-Исследовательс-Кий И Проектно-Технологический Инсти-Тут Механизации И Электрификации Жи-Вотноводства Южной Зоны Cccp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный Научно-Исследовательс-Кий И Проектно-Технологический Инсти-Тут Механизации И Электрификации Жи-Вотноводства Южной Зоны Cccp filed Critical Центральный Научно-Исследовательс-Кий И Проектно-Технологический Инсти-Тут Механизации И Электрификации Жи-Вотноводства Южной Зоны Cccp
Priority to SU792760000A priority Critical patent/SU804715A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU804715A1 publication Critical patent/SU804715A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/04Diffusion into selected surface areas, e.g. using masks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к получений, локальных диффузионных покрытий на стал х и чуГунах и может быть использовано во многих област х про{«шшеныости , напрк мер химнческ, цветной и черной металлургии, в сёльхозмаишностроении, авто- и судостроении и др.The invention relates to acquisitions, local diffusion coatings on steels and cast iron and can be used in many areas of the industry, such as chemical, non-ferrous and ferrous metallurgy, in the automotive industry, shipbuilding, etc.

Известен способ получени  локальных титановых покрытий, где резьбовые наконечники бурильных труб покрывают специальной пастой, содержащей легируквдие соединени  титана jTl.There is a known method for producing local titanium coatings, where the threaded tips of drill pipes are coated with a special paste containing the alloyed titanium compound jTl.

Псдостатками этого способа  вл ютс  низка  технологичность процесса , св занна  с многооперационностыо, т.е. необходимостью приготовлени  на специальном оборудовании легируюцей пасты, ее нанесением на легируаше участки и осуществлением сушки до проведени  процесса непосредственно го термодиффуэионного насыщени , а также невозможностью получени  на издели х из углеродистых сталей и чугунов плотных покрытий болыоой диффузионной толщины из карбида титана , так как наличие избыточного углерода и его диффузи  к поверхности привод т к образованию сло  из.The disadvantages of this method are the low processability of the process associated with multi-operational, i.e. the need to prepare a paste using special equipment for doping, applying it to the alloying sites and drying before the process of direct thermal diffusion saturation, as well as the impossibility of obtaining dense coatings of large diffusion thickness of titanium carbide on products made of carbon steel and cast iron and its diffusion to the surface leads to the formation of a layer of.

карбидов титана, что создает барьер, ухудшающий диффузию титана в глубь металла. Кроме того, образуетс  обёзуглероженный подслой, снижающий механическую прочность покрыти .titanium carbides, which creates a barrier that worsens the diffusion of titanium deep into the metal. In addition, a calcified sublayer is formed, reducing the mechanical strength of the coating.

Известен также способ, при котором возможно получение диффузионных локальных покрытий с использованием защитных обмазок на углеродистых ста0 л х и чугунах, где вопрос стабилизации углерода региаетс  предварительным нанесением сло  алюмини  и его диффузией в металл в процессе изотермического отжига при 930-980° С 2.There is also known a method in which it is possible to obtain diffusion local coatings using protective coatings on carbonaceous stained iron and cast iron, where the issue of stabilizing carbon is reapplied by pre-applying an aluminum layer and its diffusion into the metal during isothermal annealing at 930-980 ° C.

5five

Недостатками данного способа  вл ютс  его многооперационность (предварительное нанесение алюмини , отжиг в вакууме с изотермической выдержкой , защита мест деталей, не The disadvantages of this method are its multi-operability (pre-deposition of aluminum, vacuum annealing with isothermal exposure, protection of parts, not

0 подлежащих упрочнению специальной защитной обмазкой, необходимость приготовлени  легирующих смесей и защитных обмазок, очистка изделий от 0 subject to hardening with special protective coating, the need to prepare alloying mixtures and protective coating, cleaning products from

5 отходов процесса), а также повышенный расход электрознергии в св зи с необходимостью электродуговой металлизации, диффузионным насыщением алюмини  и повторным нагревом дл  термодиффузионного титанировани 5 process waste), as well as increased consumption of electric power due to the need for electric arc metallization, diffusion saturation of aluminum and reheating for thermal diffusion titanation

00

а также из-за низкой теплопроводности порошкообразных легирьпюЕких смесей Цель изобретени  - поетшение технологичнос-ги процесса и снижение энергозатрат.and also because of the low thermal conductivity of powdered doped mixtures. The purpose of the invention is to improve the process technology and reduce energy consumption.

Постсйвленна  цель достгагаетс  тем, что процесс получени  локальных титановых покрытий па защищаемой поверхности ведут из гфедварительно спрессованных и &а&чект х из титанового порошка Фе«,адни 0,18-0,63 мм форм, повтор ющих по конфигурации защищаев ую поверхность, отсто щих от нее на рассто нии 0,8-1,0 мм с на несенным на них слоем алйминиевой Пудв и толщиной 0,1-0,15 мм на поверхность , сбв ещаег ю с местом локальной защиты издели ,The postsynded goal is achieved by the fact that the process of obtaining local titanium coatings on the protected surface is carried out from prespecified and & x samples from titanium powder Fe, ad 0.18–0.63 mm, repeating by the configuration of the protecting surface, spaced from it at a distance of 0.8–1.0 mm with a layer of aluminium powder worn on them and 0.1–0.15 mm thick to the surface, with another place of local protection of the product,

ТермодиффУзнойное насыщение ведут в вакууме 950-1050 С и выдаержке 4-6 ч.Thermal diffusive saturation is carried out in vacuum 950-1050 С and delivery is 4-6 h.

Пример. Пре эсфительно готов т методом прессовани  и последующего спекани  фор1 из титанового порошка фракции 0,18-0,63 мМ, повтор ющие по конфигурации легируемые поверхности. Толщина, стенок форм не 1|ревышает 5 мм. Затем на поверхность формы, согАшщаемуш с местом локальной -aaite Tis излелн , нанос тExample. Essentially prepared by the method of extrusion and subsequent sintering of a for1 titanium powder fraction of 0.18-0.63 mM, repeating the configuration of the alloyed surfaces. The thickness of the walls of the molds is not 1 | 5 mm. Then, on the surface of the mold, with a place of local -aaite Tis izleeln, put

слой алюминиевой пудры ГОСТ 5494-50 кистью вручную или автоматически и ввод т в легкое соприкосновение с местом локальной защиты. Например, при защите посадочных мест на валах, на вал надевают форму в виде втулки с нанесенным на ее внутреннюю поверхность слоем алюминиевой пудры. Издели  с формой помещают з реторту, провод т ее вакуумирование (глубина вакуума до 1-10- - 1/10- мм рт.ст.) и повышают температуру до 950-1050°С. Изотермическа  выдержка при этой . температуре в течение 4 и 5 ч обеспечивает получение сло  карбида титана на стали У 9 толщиной 45 и 60 мкм, на чугуне СЧ 12-28 толщиной 35 и 55 мкм. Локальное легирование малоуглеродистых сталей, например стали 3, по предлагаемому режиму позвол ет получить диффузионный слой титана толшЕИной 30-40 мкм с концентрацией титана до 70%. Это обеспечиваетс  положительным вли нием алюмини  в процессе легировани  сталей титаном. Вли ние размера фракции титанового порошка и рассто ни  от упрочн емой поверхности до формы на результаты обработки предлагаемым способом представлены а таблице.A layer of aluminum powder GOST 5494-50 with a brush manually or automatically and put in easy contact with the local protection site. For example, when protecting seats on shafts, a sleeve-shaped form is put on the shaft with a layer of aluminum powder applied on its inner surface. Products with a form are placed in a retort, they are evacuated (vacuum depth to 1-10- - 1/10-mm Hg) and the temperature is raised to 950-1050 ° C. Isothermal exposure at this. temperature for 4 and 5 hours provides a layer of titanium carbide on steel U 9 with a thickness of 45 and 60 microns, on cast iron SCH 12-28 with a thickness of 35 and 55 microns. Local doping of low-carbon steels, for example steel 3, according to the proposed mode, allows to obtain a diffusion layer of titanium with a thickness of 30-40 µm with a titanium concentration up to 70%. This is ensured by the positive effect of aluminum in the process of steel alloying with titanium. The effect of the size of the titanium powder fraction and the distance from the hardened surface to the mold on the results of processing by the proposed method are presented in the table.

Как видно из таблищл, процесс целесообразно проводить из титановых форм фракции - 0/63 + 0,18, отсто 14ИХ на минимальном рассто нии от обрабатываемой поверхности. Увеличение рассто ни  с 1,0 до 1,5 мм уменьшает глубину диффузионного сло  в 2-3 раза . Толщина сло  алюминиевой nyftpat нанесенной кистью или окунанием в пудру, составл ет около Qfi v№«   не представл ет собой сложную операх ию.As can be seen from the tables, it is advisable to carry out the process from the titanium forms of the fraction — 0/63 + 0.18, with a distance of 14 OX at the minimum distance from the surface being treated. Increasing the distance from 1.0 to 1.5 mm reduces the depth of the diffusion layer by 2-3 times. The thickness of the aluminum nyftpat layer applied with a brush or by dipping in powder is about Qfi v не n. "Does not constitute a complex operation.

Предлагаемый способ позвол ет получить локальное титановое диффузионное покрытие на стал х и чугунах и осуществл ть многоразовое использо- вание легирун цих титановых форм. Он особенно эффективен при sauiCMTe крупногабарит}шх деталей пскгто нной нсьювклатУЕ, когда 20-30 форм обеспечивают локаль ную заЩ1Ту деталей в течение мес цев или р да лет.The proposed method allows to obtain a local titanium diffusion coating on steels and cast irons and to carry out multiple use of alloyed titanium forms. It is especially effective for sauiCMTe large-size} shh parts with the use of nyuvklatuE, when 20-30 forms provide local protection of parts for months or a number of years.

формула изо етени formula of ethen

Способ получени  локальншх титановых .покрытий на издели х из сталейThe method of obtaining local titanium coatings on steel products

и чугунов, включающий нагрев до температуры обработки и выдержкупри этой температуре в присутствии титa на, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности процесса и снижени  энергозатрат , предварительно изготавливают путем прессовани  и спекани  формы из титанового порошка фракции 0,160 ,63 мм, повтор ющие конфигурацию обраба-илваемой поверхности, на внутреннк о поверхность формы локально нанос т слой алюминиевой пудры толщиной О,1-0,15 мм, затем форму устанавливают на изделии с зазором 0,8IjO мм, совмеща  места со слоем алю5 миниевой пудры с участками на издели х , подлежащими защите, и осуществл ют нагрев.and cast irons, including heating to the processing temperature and holding at that temperature in the presence of titanium, characterized in that, in order to increase the processability of the process and reduce energy costs, they are prefabricated by pressing and sintering a titanium powder form with a fraction of 0.160, 63 mm, repeating the configuration the surface of the mold is locally applied a layer of aluminum powder with a thickness of O, 1-0.15 mm, then the form is installed on the product with a gap of 0.8 IjO mm, combining space with a layer of aluminum mini howl powder with portions on the articles to be protected, and heat is performed.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

00

1.Авторское свидетельство SpCP №389173, кл. С 23 С 13/00, 1977.1. SpCP author's certificate No. 389173, cl. C 23 C 13/00, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР поза вке № 2361085, кл. С 23 С 9/02, 1978.2. Authors certificate of the USSR, position No. 2361085, cl. C 23 C 9/02, 1978.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения локальных титановых .покрытий на изделиях из сталей и чугунов, включающий нагрев до температуры обработки и выдержку·при этой температуре в присутствии тита^· на, отличающийся тем, что, с целью повышения технологич5 ности процесса и снижения энергозатрат, предварительно изготавливают путем прессования и спекания формы из титанового порошка фракции 0,180,63 мм, повторяющие конфигурацию 10 обрабатываемой поверхности, на внутреннюю поверхность формы локально наносят слой алюминиевой пудры толщиной 0,1-0,15 мм, затем ферму устанавливают на изделии с зазором 0,81,0 мм, совмещая места со слоем алю*5 миниевой пудры с участками на изделиях, подлежащими защите, и осуществляют нагрев.A method for producing local titanium coatings on steel and cast iron products, including heating to a processing temperature and holding at this temperature in the presence of titanium and sintering the mold from a titanium powder of a fraction of 0.180.63 mm, repeating the configuration 10 of the machined surface, a layer of aluminum powder 0.1-0.15 mm thick is locally applied to the inner surface of the mold, then the truss is set pour on the product with a gap of 0.81.0 mm, combining places with a layer of aluminum * 5 mini powder with areas on the products to be protected, and carry out heating.
SU792760000A 1979-04-28 1979-04-28 Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles SU804715A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792760000A SU804715A1 (en) 1979-04-28 1979-04-28 Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792760000A SU804715A1 (en) 1979-04-28 1979-04-28 Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU804715A1 true SU804715A1 (en) 1981-02-15

Family

ID=20825081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792760000A SU804715A1 (en) 1979-04-28 1979-04-28 Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU804715A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058531A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-05 Chromalloy United Kingdom Limited Stop-off for diffusion coating
RU2493289C1 (en) * 2012-04-24 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method of diffusion titanising of cast iron products

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058531A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-05 Chromalloy United Kingdom Limited Stop-off for diffusion coating
RU2493289C1 (en) * 2012-04-24 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method of diffusion titanising of cast iron products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bindal et al. Characterization of borides formed on impurity-controlled chromium-based low alloy steels
Sen et al. Fracture toughness of borides formed on boronized ductile iron
Maragoudakis et al. Boro-nitriding of steel US 37-1
Nishimoto et al. Two-step Cr and Al diffusion coating on TiAl at high temperatures
SU804715A1 (en) Method of producing local titanium coatings on steel and cast iron articles
Takeuchi et al. Sliding wear characteristics of gas boronized steel
GB1407729A (en) Casting of aluminium and alumin ium alloys using metal carbide coated moulds
GB1365180A (en) Surface hardening
FR2454471A1 (en) PROCESS FOR CHROMIZING METAL PIECES SUCH AS STEEL PIECES AND CHROMIZED METAL PIECES
Kwon et al. Geometric effect of ion nitriding on the nitride growth behavior in hollow tube
US3969157A (en) Method of providing decarbonization protection for metallic surfaces
US3421950A (en) Method of heat-treating workpieces
US6428849B1 (en) Method for the co-deposition of silicon and nitrogen on stainless steel surface
Li et al. Effect of hardenability on mechanical properties and distortion of carburized steel
SU823456A1 (en) Method of boronizing parts
CN1005339B (en) Diffusional aluminizing process of steel
SU775174A1 (en) Lining for boronizing
IT1298200B1 (en) PROCEDURE TO PROVIDE DIRECT PROTECTION AGAINST WEAR CORROSION TO METAL PIECES
Shcherbedinskii et al. Internal Oxidation of Excess Carbides in Alloy Steels During Carburization
SU1065500A1 (en) Paste for casehardening products of titanium and its alloys
Lee et al. Effects of relative thickness of the duplex-treated layer on surface properties of AlSl H13 steel
KR940003096B1 (en) Surface hardening process and carbide forming agent of metallic surface
Zhi-fan et al. High Speed Laser Boronising of High Speed Steel Gear Cunlng Hobs
Alimov et al. Local Carburizing of Eutectoidal Steel for Measuring Instruments
Ivanov et al. Surface hardening of low-carbon martensitic steels by boronizing