Состав для комплексного насыщения металлических изделий

 

СОЮЗ СООЕТСНИХ

C0I4HAЛ4СТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ИЮ (И) 4(51) С 23 С 10 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИ1 ЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A4TOPCtlOMV СВИДВТВЛЬСТВМ (21) 3599325/22"02 (22) 01.06.83 (46) 23.01. 85. Бюл. Ф 3 (72) Л.А.Васильев (71) Белорусский орденка Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.785.51.06(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 852960э кл.С 23 С 9/02ь 1980 °

2. Авторское свидетельство СССР ло ваявке У 3478160/22-02, «л.С 23 С 9/02 1982. (54)(7) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО

НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ. ИЗ, содержащий окись ванадия, кремнийсодервещее вещество, медьсодернащее вещество н активатор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава, он дополнительно содеркит алюминий, в качестве кремнийсодержащего вещества — порошок кремния, медьсодеркащего вещества — порошок меди, а в качестве активатора — фтористый. алюминий при следующем соотношении компонентов мас.й:

Окись ванадия . 20-30

Алюминий 8-12

Порошок кремния 49-61

Порошок меди 6-10

Фтористый алюминий 1-3

1135801

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к составам для совместного насьпцения кремнием и ванадием металлических иэделий. 5

Состав может быть использован для повышения иэносо, жаро-и коррозионной стойкости металлических изделий в машиностроительной, металГ лургической,:авиационной и других 10 отраслях промышленности.

Известен состав для одновременного насьпцения сталей кремнием и ванадием, содержащий окислы вольфрама и алюминия силикокальций и хлористый 15 аммоний. Высокая температура насьпцения и низкая насьпцающая способность этого состава ограничивают его применение (11 .

Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности и достигаемому результату является. состав (2) для комплексного насыщения стальных изделий, содержащий мас.7:

Окись ванадия 30-40 25

Силикокальций 35-40

Окись меди l0-l5

Хлористый аммоний 2-4

1.

Окись алюминия Остальное

Насыщение в известном составе ста. Зр ли У8 при 900 С в течение 4 ч приводит к формированию диффузионного слоя толщиной 35-45 мкм.

Недостатком известного состава является низкая насыщающая способо ность при температурах 800 С и ниже.

Повьппение температуры насыщения не позволяет применять известный состав для ванадийсилицирования изделий из титана и его сплавов, нагрев которых 4р вьппе температуры полиморфного превращения (880 С) вызывает рост зерна о в сплаве и резкое снижение механических свойств изделий.

Цель изобретения — повьппение на- 45 сьпцающей способности состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для комплексного насы щения металлических изделий, содер.жащий окись ванадия, кремнийсодержа- 5О щее вещество, медьсодержащее вещество и активатор, дополнительно содержит алюминий, в качестве кремний— содержащего вещества — порошок крем" ния, медьсодержащего вещества — по- 55 рошок меди, а в качестве активатора фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Окись ванадия 20-30

Алюминий 8-1 2

Порошок кремния 49-6!

Порошок меди 6-10

Фтористый алюминий 1-3

Повышение насыщакищей способности предлагаемого состава происходит эа счет образования при температуре насыщения жидко-металлической эвтектической фазы системы Al-Си (518 С по диаграмме состояния), интенсифицирующей процесс насыщенйя сплава кремнием и одновременно служащей транспортом для поставки к насьпцаемой поверхности ванадия, восстановленного кремнием из его окисла. В известном составе при температурах насьпцения 850-900 С жидкометалличесО кой фазы не образуетея, поэтому в известном составе процесс насьпцения кремнием и ванадием происходит в основном через газовую фазу (через образование галогенидов кремния и ванадия), а в предлагаемом — как через газовую, так и через жидкую (значительно интенсивнее) . Повьппение насыщающей способности предлагаемого состава одновременно ведет к увеличению жаростойкости насьпцаемых изделий, Пример. Проводят насьпцение стали У8 и титановых сплавов ВТ1-О и ОТ4 при 850-900 С в течение 4 ч в различных по количеству входящих компонентов составах. Сравнительные данные приведены в табл.l.

Испытания жаростойкости титанового сплава ОТ 4 при 1000 С в течениа 25 и 50 ч в предлагаемом составе приводит к удельному изменению массы на

20-30 и 30-40 г/м, а после насьпцения в известном составе — на 45 и

250 г/м соответственно.

В предлагаемом составе уменьшение вводимого в насыщающую смесь алюминия ниже 87 уменьшает эффект интенсификации, а повьппение его содержания (выше .12Е) приводит к ухудщению поверхности насьпцаемых изделий эа счет образования налипов.

Дополнительные данные приведены в табл. 2.

Из табл.1 и 2 видно, что насьпцающая способность предлагаемого состава для диффузионного ваиадийсилицирования в 5-7 раз вьппе, чем для известного.

1! 35801

Т,аблица l и/и

Составы насьпцающей смеси, д мас. i, 1

850 I 900 850 900

850 900 !

Ст ° У8

ОТ4

Известный

1 40 V2 O +35CK25+10CuO+

+4NH С1+11А1, 0

45 10

20 7

Предлагаемые

350 50

90 ЬО 1 IO

380 55

lO5 55 95

370 55

90 55 100

Т а б л и ц а 2

ВТI-0 ОТ4

Ст. У8

10 30

14 2I

l2

Составитель Г.Бахтинова

Редактор Н.Яцола Техред С.Легеза Корректор Г.Решетник

Заказ 10251/19 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул,Проектная, 4

2 20V 0 +8А1+61$х+10Си+ТА1Р

3 25V 0(+10A1+55Si+8Cu+2A1F)

4 30V 0 +12A1+49Si+6Cu+3A1F3

2 5,Ф Составы насьпцающей смеси, п/и мас.%

I

20V O +6A1+63Si+lOCu+lA1F

2 5

30V 0 +14A1+47Si+6Cu+3A1F

Толщина диффузионного слоя чкм

О, з при температуре С

I!

Толщина диффузионного слоя мкм, при темпе о ратуре, С

850 I 900 850 900 850 900

1 бпределение затруднено из-за образования налипов