Способ нанесения диффузионных покрытий на металлические порошки

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий на металлические порошки. Цель изобретения - сокращение длительности процесса и улучшение качества покрытия. Для достижения цели смесь порошка металла, легирующей добавки и активатора подвергают вакуумированию, нагреву, изотермической выдержке и охлаждению при наложении вибрации с частотой F<SB POS="POST">1</SB>=8+0,075D<SB POS="POST">ср</SB> и амплитудой A=(1200-2400)/F<SB POS="POST">1</SB> для изотермической выдержки и с частотой F<SB POS="POST">2</SB>=1,5F<SB POS="POST">1</SB> и амплитудой A<SB POS="POST">2</SB>=(800-1000)/F<SB POS="POST">2</SB>,где F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB> - частота вибрации, Гц

A<SB POS="POST">1</SB> и A<SB POS="POST">2</SB> - амплитуда, мм

D<SB POS="POST">ср</SB> - средний диаметр частиц порошка металла, мкм. При этом получают борированные, алитированные, хромированные и пр. металлические порошки с равномерным покрытием при значительном сокращении длительности процесса. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g)g В 22. F 1/02

1 1 )(Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР

1 (21) 4478981/27-02 (22) 01.09.88 (46) 23.12.90. Бюл. У 47 (71) Карпинский электромашиностроительный завод и Уральский политехнический институт им. С.M,Êèðoâà (72) О.В.Дворецкий, С.Ю,Кузнецов, И.И.Ражев, В.П,Дворецкий, В.С.Литвинов, А.С.Заваров и В.П.Кузнецов (53) 621.762.3(088.8) (56) Патент США У 3914507, кл. В 22 F 1/02, онублик.

21.10.75.

Самсонов Г.В., Эпик А.П.

Тугоплавкие покрытия. M. Металлургия, 1973, с. 92. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ

ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОРОШКИ . (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий на

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения покрытий на металлические порошки.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса и улучшение качества покрытия.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В качестве наносимых легирующих добавок элементов выбирают алюминий и порошок карбида бора. Покрытие наносят на порошок чистого железа раз-. личных фракций, которые получают отсевом порошка марки ПРЖ1, форма частиц сфериЧеская.

„„Я0, 1614898 А 1

2 металлические порошки. Цель изобретения — сокращение длительности процесса и улучшение качества покрытия. Для достижения цели смесь порошка металла, легирующей добавки и активатора подвергают вакуумированию, нагреву, изотермической выдержке и охлаждению при наложении вибрации с частотой f 3 = 8+0,075Dzp и амплитудой А = (1200-2400)/f„ для иэотермической выдержки с частотой f< = 1,5f4 и амплитудой А< = (800-1000)/f<, где К и Š— частота вибрации, Гц; А и А — амплитуда, мм; П C) — средний диаметр частиц порошка металла, мкм. При этом получают борированные, алитирован- 2 ные, хромированные и пр. металлические порошки с равномерным покрытием при значительном сокращении длительности процесса. 2 табл.

Для создания в контейнере галоге- > нидной среды в смесь порошков чистого железа (97 мас.Z) и легирующей добав- р ки (3 мас.Х) добавляют активатор— порошок NH4C1 и А1С1 и проводят вакуумирование порошковой смеси ! форвакуумным насосом до 10 мм рт.ст.

Процесс нанесения покрытия проводят в три стадии °

1-я стадия. Нагрев до 900 С, от- В

0 ключение вакуумного насоса. Время В, нагрева 1 ч.

2-я стадия. Иэотермическая выдержка 20 мин, давление паров активатора 0,9-1,5 атм. Активатор разлагается, образуя субхлориды легиру1б14898

Т а блица

Опыт Параметры вибрации нри Результат нагреве и охлаждении

Е, Гц А, мм

Порошок спе" кается

Порошок частично спекаНагрев и охлаждение без вибрации

1 ется

То же

2 5

Порошок с п екается

Порошок частично спека18 ется

Порошок спекается

Отдельные комки

Порошок не спекается

То же

1,5

2,2

20 ющей добавки которые реагируют с

1 елезом, освобождая атомы алюминия ф бора, диффундирующие вглубь иэде ия с образованием твердых растворов

На основе железа или соединений (болидов, интерметаллидов).

3-я стадия. Охлаждение до 400 С, ри разрежении до 10 1мм рт. ст, онтейнер вынимают. В течение всего роцесса нанесения покрытия к контейеру подводят вибрацию.

В табл. 1 показаны результаты лияния частоты и амплитуды вибрации на стадии нагрева и охлаждения.

В табл. 2 приведены эксперимен тальные данные о влиянии режима вибрации на стадии изотермической выдержки на качество наносимого покрытия. Длительность процесса насыщения 20 мин, температура 870 С, ото !, ношение высоты слоя смеси в контейнере к диаметру контейнера (1-2): 1, средний размер частиц порошка ме,талла 40-500 мкм. .- 25

Использование предлагаемого сйо-

;соба нанесения диффузионных покрытий ,на металлические порошки обеспечива- .

;ет сокращение времени нанесения пок-.. рытия более чем в 10 раз, повышение ,:качества наносимого покрытия путем !З0 улучшения равномерности насыщения поверхности порошка легирующей добавкой, а также эа счет устранения спекания частиц порошка. и изменения нх первоначальной формы.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ нанесения диффузионных . покрытий на металлические порошки, включающий вакуумирование смеси порошка металла легирующей добавки и активатора, нагрев, изотермическую выдержку и охлаждение, о т л и ч а— ю шийся .тем, что, с целью сокращения длительности процесса и улучшения качества покрытия, изотермическую выдержку осуществляют при наложении вибрации с частотой

= 8+0,075Dcp и амплитудой А = (1200 2400)/f1 > где Е» — частота вибрации, Гц; 0 — средний. диаметр частиц порошка металла, мкм; Ая— -амплитуда вибрации, мм, а нагрев .и охлаждение осуществляют при вибрации с частотой fg = 1,511 и амплитудой А = (800-1000)/fz, где fg .частота вибрации, Гц; А — амплитуда вибрации, мм.! 614898

Результат, Гц

2,5

2,8

Порошок частично спекается

Порошок частично спекается

То же

Порошок спекается

То же

2,5

2

2,5

Покрытия нет, поро- шок частично спекаК-Ре

То же

2-3

2-4

2-4

2-3

К-Fe, тв. раст.,воры

Тв. раствор

2-4

1-5

Алитирование i

4-6

4-6 аметры вибрации и нагреве и охлажде

1 Алитирование3

Хромирование

Борирование 8

2 - Алитирование 7

Хромирование

Борирование 10 10

ПРодолжение табл. 1

Таблица 2 ется

Процесс бо-. рирования не идет

Покрытия нет

То же

Процесс борирования не идет

1614898

Продолжение табл. 2

10-18

Хромирование

Борирование

2-4

К-Fe, Ре В

Тв. раствор

То же

УееВ, FeB

Тв. раствор

То же

Fe B

FeB

Тв. раствор

То же

Fe B, FeB ,К-Fe

Тв . раст-вор

То же

15-20

15-20

Алитиров ание

10-14

20-30

Хромирование 13

Борирование

5-8

25-30

Алитирование

8-10

13-17

Хромирование

Борирование

18-25

5-8

25-30

Алитирование

2-6

2-6

Хромирование

Борирование

Алитирование

Хромирование 16

6-10

1-5

10-15

Покрытия нет

Покрытия неравномерные. Борирование не

2-4

Борирование

2-4

I -3 идет

Покрытия нет

То же

5

7 р -Fe

То же

Составитель О. Секридова

Текред М.Ходанич Корректор C. Шевкун

Редактор А. Козориэ

Заказ 3947

Тираж 638 Подписное

АНИКИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101