Способ диффузионного хромирования в вакууме стальных изделий

 

Использование: в металлургической и машиностроительной промышленности для поверхностного упрочнения технологической оснастки, инструментов и деталей машин . Сущность изобретения: стальные изделия подвергают вакуумному хромированию при давлении менее 1,33 Па и температуре 1100 - в течение 4,5 ч. В качестве насыщающей среды используют мелкодисперсный порошок хрома, полученный методом восстановления гидридом кальция. Применение способа обеспечивает равномерность процесса насыщения и предотвращает приваривание частиц хрома к поверхности изделий. Кроме того, способ прост в реализации по сравнению с известным . 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлИстических

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s С 23 С 10/10, 10/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (лЭ

00 3 (21) 4819035/02 (22) 20.02.90 (46) 07,05.92. Бюл. %17 (71) Украинский филиал Центрального конструкторского бюро арматуростроения (72) В.А.Коваленко (53) 621.785.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 144507, кл. С 23 С 10/10, 1962. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ В ВАКУУМЕ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

{57) Использование: в металлургической и машиностроительной промышленности для

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в глубоком вакууме с применением металлического хрома, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для поверхностного упрочнения технологической оснастки, инструментов и деталей машин.

Известны способы диффузионного хромирования с применением металлического хрома, находящегося в контакте с насыщаемыми изделиями-деталями.

Наиболее широко используется в промышленности диффузионное хромирование в порошковых смесях.

Одним из основных недостатков способа является образование технологических отходов ввиду невозможности регенерации порошковой смеси.

Известен способ диффузионного хромирования в вакууме, включающий испольповерхностного .упрочнения технологической оснастки, инструментов и деталей машин. Сущность изобретения: стальные изделия подвергают вакуумному хромйрованию при давлении менее 1,33 Па и температуре 1100 — 1120 С в течение 4,5 ч, В качестве насыщающей среды используют мелкодисперсный порошок хрома, полученный методом восстановления гидридом кальция. Применение способа обеспечивает равномерность процесса насыщения и предотвращает приваривание частиц хрома к поверхности изделий. Кроме того, способ прост в реализации по сравнению с известным. 1 табл., 1 ил. зование гранулированного металлического хрома, с которым в герметичном контейнере находятся обрабатываемые изделия, а также в отдельном отсеке геттер (титановый порошок).

Способ предполагает отключение вакуумной системы от реакционного пространства после прогрева и вакуумирования последнего и введение геттера, который, интенсифицирует. процесс и позволяет вести процесс при относительно низких температурах, К недостаткам данного способа относятся громоздкость и большая трудоемкость подготовительно-вспомагательных работ из-за необходимости применения герметичных контейнеров с плавким затвором; применение дополнительного материала-м)ттера; невозможность выполнения резкого охлаждения-закалки изделия. непосредственно в вакууме ввиду большой массы загруженного контейнера.

1731871

1100 — 1120 С и вакууме 0,133 Па в течение

4;5 ч в эл.печи типа СЭ — 3,3/11,5, Процесс обеспечивает получение диффузионного карбидного слоя толщиной

0,020 мм с микротвердостью на поверхнос и 20000 Мпа.

Состав карбидов- (Cr, Fe) 23C6 и (Cr, Fe)TC3.

Поверхность изделия после хромировэния, не ухудшаясь в сравнении с исходной, 50

Кроме того, этот способ не может . -во всех случаях гарантировать отсутствие приваривания частиц хрома к изделию при

1100 С интенсифицировать процесс диффузии хрома, так как давление паров хрома зависит от степени вакуума, и для процесса вакуумного хромирования достаточно разрежения 1х10 — 1x10 мм рт.ст, Целью изобретения является обеспечение хромирования стальных изделий с любой формой сложности, уменьшение трудоемкости работ, применяемых материалов и оснастки, а также резкого охлаждения-закалки обрабатываемых иэделий непосредственно с температуры нагрева при хромировании в вакуумной печи.

Указанная цель достигается тем, что хромирование изделий любой формы осуществляется в вакууме не хуже 1,33 Па, путем нанесения перед загрузкой в вакуумную печь на поверхность детали специального микропорошка хрома, при температуре процесса до 1100 — 1120 С.

8 данном случае вместо гранулированного хрома используют микропорошок хрома, восстановленного гидридно-кальциевым методом.

Перед загрузкой в вакуумную печь поверхность изделия засыпается микропорошком хрома с заполнением имеющихся углублений. Порошок удерживают на поверхности благодаря самой форме насыщаемой поверхности, если она замкнута, либо прижатием стальными пластинами и заглушками. Далее изделие помещают в печь, создают вакуум не хуже 1,33 Па и температуру 1100 — 1120 С в течение 4,5 ч и более в зависимости от требуемой толщины покрытия.

Применение такого порошка исключает приваривание его частиц к поверхности насыщаемого иэделия при нагреве до 1180 С благодаря его гранулометрическому составуи химической чистоте. При этом одновременно обеспечивается плотное прилегание порошка хрома к псверхности иэделия.

Указанный способ используют для хромирования формообразующих частей поессформ-гравюр иэ стали типа 4Х4ВМФС при приобретает белый цвет с слегка матовым оттенком, Сравнительные данные для обоих способов хромирования приведены в таблице.

Как следует из таблицы при длительности процесса 6 ч и температуре 1100 — 1120 С толщина диффузионного слоя для обоих способов практически одинакова, На чертеже показана подготовленная к загрузке в вакуумную печь часть пресс-формы вставка для литья корпуса регулирующего клапана.

Во вставке 1 подлежит хромированию только гравюра, заполняемая порошком хрома 2, который удерживается стальной пластиной 3 и заглушкой-пробкой 4.

Пластина 3 прижимается к вставке штифтами с клиновыми зажимами 5 зажим может быть заменен винтом с гайкой. При достаточной жесткости вставки, исключающей деформации при закалке, допускается вставку загружать в печь в горизонтальном положении.и тогда для удержания порошка на гравюре пластина 3 и прижимы 5 не нужны, э можно ограничиться только заглушками. Последние выполняются либо из стали, либо из асбеста.

Приведенный способ позволяет упростить процесс, избежать применения герметичных контейнеров, геттера и других вспомогательных материалов; уменьшить трудоемкость процесса; производить хромирование изделий с поверхностью любых форм и конфигураций, имеющих углубления, отверстия и пр.; производить хромирование изделий при необходимости и воэможности при повышенной температуре до 1150 — 1180 С, сократив длительность процесса; совместить процесс хромирования с закалкой для сталей, имеющих высокую температуру аустенизации, Формула изобретения

Способ диффузионного хромирования в . вакууме стальных изделий преимущественно с поверхностью любой сложности, включающий покрытие изделия порошком хрома, вакуумирование реакционного объема до получения давления менее 1,33 Ла, нагрев до температуры хромирования и выдержку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества насыщаемой поверхности за счет равномерности хромирования и предотвращения приваривания порошка хрома к иэделию и снижения трудоемкости способа, нагрев проводят до 1100- 1120 С, а в качестве порошка хрома используют дисперсный порошок хрома, полученный методом восстановления гидридом кальция.

1731871

Составитель В. Коваленко

Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Редактор М. 6ланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1560 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5