SU954502A1 - Способ химико-термической обработки стальных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к химике-термической обработке стали, в частности дл  получени  защитных диффузионных титановых, никелевых, вольфрамовых , молибденовых и т.п. покрытий на углеродистых и нержавенлцих стал х и может найти широкое применение в прибороарматуростроении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому полозкительному эффекту к предлагаемому  вл етс  способ химико-термической об работки , сущность которого заключаетс  в том, что на сталь 1Х18Н9Т нанос т покрытие на основе циркони  из расплава эвтектики свинец - висмут (Pb-Bi) с добавкой в нее 3% смеси порошков циркони  и титана при соотношении 3:1 l .

Процесс осаждени  покрыти  ведут при 80 -900С, котора   вл етс  нецелесообразной из-за получени  покрытий малой толщины. Кроме.того, недостатком этого способа  вл етс  неравномерность по толщине получаемых покрытий из-за неравномерного растворени  по объему транспортирующей среды осаждаемых добавок (например , циркони , титана и т.п.) ,

как дл  растворени  осаикдаемых добавок в этих средах требуетс  какоето врем . Неравномерность по толщис не покрытий отрицательно сказываетс  на коррозионно-механических свойствах сталей, а также усложн ет про ,цесс сборки деталей в узлы.

Цель изобретени  - повышение рав10 номерности диффузионныхпокрытий.

Дл  достижени  поставленной цели в способе, включающем обработку в жидкометаллическом расплаве с добавлением насыщающего металлического

15 порошка, сначала добавл ют насыщающий металлический порошок в количестве 1,5-2,0 вес.% вжидкометаллический расплав и производ т его выдержку при 900-1000с в течение 2-4 ч, за20 тем, помещают издели  в расплеш и осуществл ют обработку при 10001200 С в течение 3-20 ч. В результатте предварительной подготовки расплава происходит растворение осаждае 5 мого металла (покрыти ) и его равномерное (по концентрации) распределение по объему ванны. Е качестве жидкометаллического расплава используют расплав эвтектики свинец-висмут

30 или свинец. В результате получаетс  диффуэионное покрытие с высокой равномерностью по толщине диффузионного сло неравномерность покрытий на длине измерени  50 мм составл ет 10-12 мк в то врем  как неравномерность по толщине диффузионного сло  у покрытий , полученных известными способами , на такой же базе измерени  (50 составл ет 30 мкм и более. За счет высокой равномерности по толщине диффузионного сло  получаемых покрытий увеличилась в среднем в 2 раза коррозионна  стойкость деталей в растворах.кислот и щелочей , а также улучшились показатели сопр жени  детсшей с диффузионными покрыти ми при их сборке в узлах, в результате чего увеличились в целом качественные показатели работ таких узлов. Пример 1. Получают диффузионное титановое покрытие на образ цах из стали ОХ18Н10Т. Дл  получени  титанового пркрыти  берут расплав эвтектики свинецвисмут (Pb-Bi), добавл ют в него ме таллический порошок титана в количестве 1,47%, далее ванну разогревают до и выдерживают в течение 3 ч. В результате получают ра бочий расплав Pb-Bi-Ti (1,47% Ti, 42,86% Pb, 56,67% Bi) с равномерным по концентрации распределением тита на по объему ванны.. После получени  рабочего расплав Pb-Bi-Ti в ванну помещают покрываемые детали и при 1100°С в течение 10 ч ведут диффузионное насыщение. В результате получают титановое покрытие толщиной 220 мкм. Неравномерность по толщине диффузионного сло  на базе измерени  50мм - 10 мк Пример 2. Получают многокомпонентное диффузионное никель-ти тановое покрытие на образцах из железа Э10Ш. Дл  получени  никель-титанового покрыти  берут расплав эвтектики свинец-висмут (Pb-Bi), добавл ют в него порошки металлического никел  и титана в количестве 1,92% и 1,45% соответственно. Далее ванну разогре вают до 1000 С и выдерживают в тече ние 3 ч. В результате получают рабо чий расплав Pb-Bi-Ti-Ni (1,92% Ni, 1,45% Ti, 42,03% Pb, 54,6% Bi) с ра номерным по концентрации распределе нием никел  и титана по объему ванны .. пбсле получени  рабочего расплав Pb-Bi-Ti-Ni в ванну помещают покрыв емые детали и при в течение 10 ч ведут диффузионное насыщение. В результате получают никель-тит новое покрытие толщиной 350 мкм.. Не равномерность по толщине диффузион;ного сло  на базе измерени  50 мм 10-12мкм . Пример 3. Получают диффузионное никелевое (Ni) покрытие на детал х из стали 45. Дл  получени  никелевого покрыти  берут расплав свинца (Pb), добавл ют в него порошок металлического никел  (Ni) в количестве 2%, далее ванну разогревают до и выдерживают в течение 3 ч. В результате получают рабочий расплав Pb-Ni (2°6Ni, 98о Pb) с равномерным по концентрации распределением никел  по объему ванны. После получени  рабочего расплава Pb-Ni в ванну помещают покрываемые детали и при в течение 10 ч ведут диффузионное насыщение. В результате получают никелевое покрытие толщиной 120 мкм. Неравномерность по толщине диффузионного сло  на базе измерени  .50 мм J12 мкм. Пример 4. Получают диффузионное молибденовое покрытие на образцах из стали 20. . Дл  получени  молибденового покрыти  берут расплав свинца (Pb), добавл ют в него металлический порошок молибдена в количестве 2%, далее ванну разогревают до 1000 С и выдерживают в течение 3 ч дл  растворени  порошка молибдена в расплаве свинца. В результате получают рабочий расплав РЬ-Мо с равномерным по концентрации распределением молибдена по объему ванны. После получени  рабочего расплава РЬ-Мо в ванну помещают покрываемые детали и при в течение 10 ч ведут диффузионное насыщение . В результате получгиот диффузионное молибденовое покрытие толщиной 180 мкм. Неравномерность по толщине диффузионного сло  на базе измерени  50 мм составила 12 мкм. Пример 5. Получают диффузионное вольфрамовое покрытие на образцах из стали 20. Дл  получени  вольфрамового покрыти  берут расплав свинца, добавл ли в него металлический порошок вольфрама в количестве 2%, далее ванну разогревают до и овыдерживают в течение 3 ч дл  растворени  порошка вольфрама в расцлаве свинца. В результате получают рабочий расплав Pb-W с равномерным по концентрации распределением вольфрама по объему ванны. После получени  рабочего расплава . Pb-W в ванну помещают покрыва .екаледетали и при в течение 10 ч ведут диффузионное насыщение. В результате получают диффузионное вольфрамовое покрытие толщиной мкм. Неравномерность по толщийе

диффузионного сло  на базе измерени  50 мм составила 10 мкм.

Уменьшение количества порошка-диффузанта меньше 1,5 вес.% приводит к уменьшению толщины покрыти  (при всех прочих равных услови х: температура , врем  ), а увеличение порошкадиффузанта свьвие 1,5 вес.% не приводит к увеличению толщины покрыти . Поэтому оптимальное количество порс ика-диффузанта должно соответствовать 1,5-2 вес.%.

При приготовлении расплава дл  диффузионного насыщени  наиболее оптимальный режим, при котором происходит равномерное растворение по объему ванны порошка-диффузанта 900ЮООС , врем  2-4 ч.

Снижение температуры обработки ниже приводит к уменьшению толщины покрыти  при посто нном времени насыщени . Увеличение температуры свыше 1200с нецелесообразно изза усложнени  технологического оборудовани , увеличени  энергозатрат, а также из-за возможного короблени  изделий.

Сравнительные измерени  показгши, что в предлагаемом способе разброс по толщине покрытий на длине 50 мм не превышал 10-12 мкм, а в известном

способе разброс по толщине покрытий J составл л 20-30 мкм.i

Claims (3)

1.Способ химико-термической обработки стальных изделий, включающий обработку в жидкомёталлическом расплаве с добавлением насыщающего металлического порс дка, о т л и чающийс  тем, что, с целью повышени  равномерности диффузионных покрытий, сначала добавл ют насыщающий металлический порошок 1,52 ,0 вес.% в жидкометаллический расплав и производ т его выдержку при ЭОО-ЮОО С 2-4 ч, затем помещают издели  в расплав и осуществл ют обработку при 1000-1200°С 3-20 ч.

2.Способ по ft.1, о тли ч а-, ю щ и и с   тем, что в качестве , жидкометаллического расплава используют расплав эвтектики свинец-аисмут .

3.Способ ПОП.1, отличаю5 щ и и с   тем, что в качестве жидкометаллического расплава используют расплав свинца.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 280158, кл. С 23 С 9/00, 1970.