Способ получения диффузионных покрытий на сталях и чугуне
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕС ПУБЛИИ
3<50 С 2З С 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННцй НОМИТЕТ ССОР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3289115/22-02 (22) 13.05 ° 81 (46) 23.07;83. Бюл. 9..27 (72) А.Bi Калинин и М.И. Чаевский . (71) Краснодарский политехнический институт (53) 621 ° 785.5:621 ° 785.34.062(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР .Р 711164, кл. С 23 С 9/02, 1978.
2. "Iron Steel Lnst. Div", 1943, м;154, р. 420. (54) (57) 1. СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУ зионных покРытии нА стАллх и чл унк
„„SU„„3 030418 А включаюций обезуглероживанхций отжиг в среде водорода и последующую химико-термическую обработку, о т л ич а ю ц и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса, обезуглерожив;аоций отжиг производят в атмосфере ионизированного водорода при
600-700 С.
2. Способ по п. 1, о-. т л и ч а ю
ra и и с я тем, что обезуглероживающий отжиг в атмосферу ионизированного водорода производят при давлении 13-19 Гпа и плотности тока
10-20 мА/см2.
1030418
Изобретение относи гся к химикотермической обработке, в частности к процессам получения диффузионных покрытий.
Известен способ получения диффузионных покрытий на чугунных изделиях, включающий обезуглероживающий отжиг и твердой засыпке из окислов железа при 800-950 С в течение 5-6 ч и дальнейшее насыщение хромом из твердой фазы 1.).
Однако процесс обезуглероживания длится достаточно долго (5-6 ч ) и при довольно высокой температуре (.800-950ОС ).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ полу. чения диффузионных покрытий, включаю. щий обезуглероживающий отжиг путем пропускания над изделием влажного водорода при высокой температуре и диффузионное хромирование в порошке хрома в токе сухого водорода при
1300 С в течение 4 ч (2 3.
Недостатком известного способа является невозможность создания на деталях из средне- и высокоуглеродис тых сплавов диффузионных слоев оптимальной толщины, имеющих высокую корроэионную и кавитационную стойкость..
Целью изобретения является интен сификация процесса.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения диффузионных покрытий на сталях и чугуне,. включающему обезуглероживающий отжиг в среде водорода и последующую химико-термическую обработку, Ьбезуглероживающий отжиг производят B атмосфере ионизированного водорода при 600-700ОС.
При этом обезуглероживающий отжиг в атмосфере ионизированного водорода производят при давлении 13-19 ГПа и плотности тока 10-20 мД/cM2.
Способ осуществляется следующим образом.
Вакуумная камера загружается деталями. Вакуумная камера откачивается до давления 0,07 ГПа. Камера заполняется водородом и создается давление 0,07 ГПа.
Затем производятся катодное распы. ление с целью очистки поверхности детали в течение 15 мин при напряжении 1500 V, непрерывный запуск в камеру .водорода и создание постоянного давления в камере 13-19 ГПа; нагрев деталей.с помощью нагревателя вакуумной печи до 500 С и дополнительный нагрев деталей до 600-700 С потоком ионов водорода.
Обезуглероживающий, ьтжиг деталей ведется в течение 4 ч (выбирается экспериментально) при 600-700 С, плотности тбка 10-20 мА/см и давлении 13-19 ГПа. t
После 4-часового отжига электропитание отключается и после 2-часового охлаждения обезуглероженные детали вынимаются.
Для получения диффузионных титано
5 вых покрытий заранее приготавливается ванна с жидкометаллическим асплавом эвтектики свинец - висмут
РЪ вЂ” 8 ) с добавкой МеталлиЧеского порошка титана в количестве 1,5%, )0 разогревается до 1000ОC и выдерживается в течение 3 ч до полного растворения титана.
Затем, после обезуглероживающего отжига в среде ионизированного водорода, образцы погружают в ванну.и подвергают их титанированию в подготовленном х<идкометаллическом расплаве при 1100< C и выдержке в течение 10 ч.
Пример 1. Обеэуглероживанию подвергается пружинная проволока б мм из стали 60С2А в течение 2 ч при температуре 600 С, давлении о
13-14 ГПа, плотности тока 12 мА/см
Получают обеэуглероженную зону
25 210 мкм. При обычном отжиге в водороде.при укаэанных режимах обезуг65
60 лероженной зоны не выявляется вообще
При последующем насыщении слоя титаном покрытия эа 10 ч не получено.
Пример 2. При тех же условиях за 4 ч получена обезуглероженная зона 350 мкм. При последующем насыщении титаном за 10 ч получено покрытие 84 мкм. Для получения обезуглерох<енной зоны указанной толщины при обычном отжиге в водороде нужна температура 1000 С и время
6-7 ч..
Пример 3. Обезуглероживанию подвергают чугун СЧ24-44. Температура 600 С, давление 15-16 ГПа, плотность тока 15 мА/см, время
5 ч. Величина обеэуглероженного слоя
260 мкм. При последующем насыщении титаном в течение 10 ч получается неравномерное покрытие.
Пример 4. Температура обезуглероживания 700 С. Остальные пара метры обработки согласно примеру 3., Обеэуглероженный слой 320 мкм. За
10 ч насыщения получают покрытие на основе титана толщиной 40 мкм.
Пример 5. Обеэуглероживают образец из Ст. 45 при 700ОС в течение 2 ч, при давлении 15 ГПа и плотности тока 15 мй/см .
Предел прочности б > = 550 МПа.
П р и.м е р 6. Обеэуглероживался образец иэ той же Ст. 45 при 900 С в течение 4 ч, при давлении 15 ГПа и плотности тока 15 мА/см2. Предел прочности d - =420 МПа.
Из приведенных примеров 5-6 видно, что при одинаковых условиях обезуглероживающего отжига повышение температуры отжига выше 700 С нецелесообразно, так как приводит к
1030418
Составитель Р. Клыкова
Редактор О. Половка Техред T.Ôàíòà, Корректор С. Шекмар
Заказ 5137/30 Тираж 956 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 понижению предела прочности стали, что, как известно, связано с ростом размеров зерен стали.
Использование предлагаемого спо co6a получения диффузионных покрытий карбидообразующих металлов на углеродистых сталях и чугуне обеспечивает по сравнению с известными. способами следующие преимущества: снижение времени, затрачиваемого на
:,обезуглероживание примерно в 2 раза, снижение температуры обеэуглерожива." ния примерно на 300-400 С.
