Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения изделий из титана и его сплавов кобальтом. Цель изобретения - увеличение насыщающей способности состава и износостойкости изделий. Это достигается тем, что предлагаемый состав, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит хлористый аммоний-кобальт, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок кобальта 45-55

хлористый аммоний - кобальт 10-15

хлористый аммоний 2-4

окись алюминия - остальное. Обработка образцов, изготовленных из титана марки ВТ1-00, показывает, что насыщающая способность состава выше по сравнению с известным составом в 1,6-1,8 раза, а износостойкость - в 2,3-2,8 раза. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (51)5 С 23 С 12 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

45"55

I 0-15

Порошок кобальта

Аммоний кобальт хлористый

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4415079/23-02, (22) 25. 04, 88 (46) 30.04.90. Бюл, У ) 6 (72) В. Г. Артемчук (5 3) 621, 758. 54. 06 (088 ..8) (54) СОСТАВ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЭ ТИТАНА И ЕГО

СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к. метал1 лургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения изделия иэ титана и его сплавов кобальтом. .Цель изобретения — увеличение насыщающей способности состава и иэносостойкости изделий, Это достигается

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насьицения иэделий из титана и его сплавов кобальтом с целью увеличения их иэносостойкости.

Цель изобретения " увеличение на

:сьщающей способности состава и повы шение износостойкости изделий.

Состав для химико-термической обработки изделий иэ титана и его сплавов, содержащий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит аммоний-кобальт хлорис"

: тый, а в качестве активатора — аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.й:

2 тем, что предлагаемый состав, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит хлористый аммоний-кобальт, а в качестве активатора — хлористый аммоний при следующем соотношений компонентов, мас. Ж: порошок кобальта 45-55; хлористый аммоний-кобальт 10-15; хлористый аммоний 2-4; окись алюминия — остальное. Обработка образцов, изготовленных из титана марки ВТ1-00, показывает, что насыщающая способность состава выше по сравнению с известным составом в 1,6-1,8 раза., а износостойкость " в 2,3-2,8 раза.

3 табл, Аммоний хлористый 2-4 .Окись алюминия Остальное

В табл. 1 приведены сведения об используеьых компонентах состава.

Кобальт выпускается в виде порошка, а аммоний-кобальт хлористый, аммоний хлористый и окись алюминиятолько в виде мелкозернистых кристаллов.

В результате обработки изделий в данном составе на поверхности изделий образуется диффузионный слой, состоящий из соединения титана с кобальтом

:и азотом, имеющий твердость 16000—

18000 ИПа, что благоприятно сказывается на иэносостойкости иэделий.

Порошок кобальта является поставщиком атомарного кобальта, который образуется с помощью активатора аммония хлористого и диффундирует в поверхностный слой изделия.

1560620

Таблица 1

Порошок кобальта Со

Аьионий-кобальт хлористый (Nl3 ) СоС1„

2Н О

Аммоний хло55, ристый Ин С1

Окись алюминия А1 0g

ГОСТ 9721 7 I

ТУ ВЗ I 8-74

ГОСТ 2210-73

МРТУ 6-092046-74. При разложении аммония-кобальт . хлористого образуются атомарные азот и кобальт, а также хлор, который способствует массопереносу кобальта к поверхности изделий, тем самым увеличивается насыщающая способность состава, Окись алюминия вводят в состав с цепью предотвращения спекания частиц ,состава и их приваривания к поверхности изделий, Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом.

Изделия предназначенные для обработ- 1

9 д ки, обезжиривают в горячем (80-90 С)

5%-чом щелочной растворе и сушат при

100-150ОС. Остывшие изделия помещают и контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью указанного 2 состава, загружают в злектропечь, нагревают до 900-950. С и выдерживают о при этой температуре 4-12 ч. Вместе с изделиями химико-термической обработки подвергают образцы, изготовлен- 2 ные из того же сплава, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного сгноя и износостойкость.

Пример 1, Образцы, изготовленные из титана марки ВТ1-00, подвергали химико-термической обработке в составах, содержание которых представлено в табл, 2. Температура процесса составляла 900 С, продолжительность выдержки 5 ч. После химикотермической обработки образцы испытывали на износ на машине трения, марки

"NH и определяли толщину диффузионного слоя

Насьпцающая способность предлагаемого состава для химико-термической обработки и износостойкость обработанных в нем образцов выше соответственно в 1,6-1,8 и 2,3-2,8 раза по сравнению с известным составом.

Оптимальным составом для химикотермической обработки является состав, содержащий компоненты в. предлагаемых пределах, При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем образцов увеличивается незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработаннык в нем образцов не увеличиваются по сравнению с оптимальным составом; смесь спекается и интенсивно выделяются газообразные продукты.

Пример 2. Химико-термической обработке подвергали также образцы, изготовленные иэ сплавов марок ВТ5, ОТ4, ВТ6 и ВТ15, в известном и предлагаемом составах описанным вьппе способом. Температура процесса составо ляла 950 С, а продолжительность выдержки — 6 ч. После химико-термической обработки образцы испытывали на

3 износ и определяли толщину диффузион ного слоя, Результаты испытания представлены .в табл. 3.

Кз полученных данйых следует, что

Q, .,предпагаемый состав для химико-терми ческой обработки изделий из титана

- и его сплавов увеличивает износостой" кость изделий, имеет высокую насыщающую способность.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Состав для химико-термической обработки-изделий из титана и его сплавов, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения насыщающей способности состава и повышения износостойкости изделий, он дополнительно содержит аммоний-кобальт хлористый, а в качестве активатора — аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок кобальта 45-55

Аммоний-кобальт

1 хлористый

Аммрний хлористый

Окись алюминия

45 1:омпонент Химическая ГОСТ, ТУ формула

1560620

Толщина диффузионного слоя мкм

Износ г/см . ч

0,22

40

1

51

25

О, 12

43

28

0,11

12

29

0i 10

26

0,10

17

18

0,28

Таблица 3

Опыт Спл ав Толщина диффузионного

Износ, г/см ч слоя, мкм

Известный состав

ВТ5 19

ОТ4 20

ВТ6 22

ВТ15 28

0,32

0,36

0,39

0,44

2 3

Предлагаемый состав

ВТ5

ОТ4

ВТ6

ВТ15

26

28

31 .39

0,14

0,16

0,17

0,19

6

Состав смеси, мас. 7

Порошок кобальта Аммоний-кобальт хлористый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок кобальта

Аммоний-кобальт хлористый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок кобальта

Аммоний-кобальт хлористый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок кобальта

Аммоний-кобальт хлори стый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок кобальта

Аммоний-кобальт хлористый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Окись алюминия

Натрий фтористый

Кобальт технически чистый

Известный состав

Таблица 2