Способ нанесения пиролитического карбидохромового покрытия на металлические поверхности

 

Использование: нанесение защитных покрытий на металлические поверхности путем термического разложения металлоорганических соединений. Сущность изобретения: термическое разложение паров бис-аренхроморганических комплексов осуществляют в 3 стадии: на первой стадии при давлении 1-3 Па, на второй при 10-30 Па до образования промежуточного слоя толщиной 3-5 мкм, на третьей снова при 1-3 Па. Образующийся в результате промежуточный слой покрытия препятствует распространению сквозных трещин и повышает когезионную прочность покрытия . Это обеспечивает надежную защиту изделий от воздействия агрессивных сред. 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 16/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4850368/02 (22) 19.04.90 (46) 07.09.92. Бюл, ¹ 33 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72) В.А. Пашкин, А.М. Коткис, В,А. Костенков и В.Н. Крашенинников (56) Самсонов Г.В. и Эпик Л.П. Тугоплавкие покрытия. / Изд, 2-е. M.: Металлургия, 1973, с. 150 — 151, Авторское свидетельство СССР

¹ 638634, кл. С 23 С 10/42, 1978. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПИРОЛИТИЧЕСКОГО КАРБИДОХРОМОВОГО ПОКРЫТИЯ

НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к способам нанесения карбидохромовых покрытий термическим разложением бис-аренхроморганических комплексов и может быть использовано для создания защитных покрытий на конструкциях, работающих в условиях агрессивных химических сред.

Для нанесения покрытий из карбида хрома широко используется диффузионное насыщение углеродистых сталей хромом при температурах свыше 1100 С.

Получаемые данным способом покрытия представлены карбидом хрома, крайне неравномерно распределенным по поверхности стальных изделий, в частности внутренней поверхности труб, что и определяет их низкую прочность при деформации, Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения карбидохромовых покрытий на внутреннюю поверхность труб Ы 1759958 А1 (57) Использование: нанесение защитных покрытий на металлические поверхности путем термического разложения металлоорганических соединений. Сущность изобретения: термическое разложение паров бис-аренхроморганических комплексов осуществляют в 3 стадии; на первой стадии при давлении 1 — 3 Па, на второй при

10 — 30 Па до образования промежуточного слоя толщиной 3 — 5 мкм, на третьей снова при 1 — 3 Па. Образующийся в результате промежуточный слой покрытия препятствует распространению сквозных трещин и повышает когезионную прочность покрытия, Это обеспечивает надежную защиту изделий от воздействия агрессивных сред, 1 табл. чатых изделий, использующихся в установках для производства концентрированных кислот, путем термического разложения паров бис-аренхромовых соединений при P =

=1-3 Па. Согласно этому способу процесс образования покрытий (при 450 С) приводит к образованию сложных структур, фазовый состав которых представлен карбидом хрома.

Основным недостатком этого способа является невысокая когезионная прочность карбидохромового покрытия. Под действием растягивающих напряжений, возникающих в покрытии при развальцовке труб, покрытие разрушается. По образующимся при этом трещинам агрессивная среда проникает к защищаемой поверхности, что приводит к выходу изделий из строя.

Целью изобретения является повышение когезионной прочности покрытия.

1759958

Давление начальной стадии, Па

Давление и ромежуточной стадии, Па

Толщина промежуточного слоя, мкм

2

2

2

2

2

0,5

Частично отслоилось

Не отслоилось

То же

3

5

4

4

4

Частично отслоилось

Полностью отслоилось

Не отслоилось

То же

Полностью отслоилось

То же

Для этого в способе нанесения карбидохромового покрытия на металлические поверхности путем термического разложения паров бис-аренхроморганических комплексов в вакууме 1 — 3 Па, термическое разложение осуществляют в 3 стадии: на первой стадии при давлении 1 — 3 Па, на второй при 10 — 30 до образования промежуточного слоя толщиной 3 — 5 мкм, на третьей снова при 1 — 3 Па, Процесс осаждения осуществляют следующим образом, Общее время осаждения для создания необходимой толщины покрытия делится примерно на два равных интервала, По истечении первого интервала времени перекрывают трубопровод, через который из реакционной камеры откачивают летучие продукты термораспада металлоорганических соединений хрома. Время покрытия (в частности, трубопровода) определяется по следующей формуле t =!/Ч, где V — скорость осаждения покрытия без откачки, определяемая экспериментальными методами; !— толщина промежуточного слоя, Затем во втором интервале наносится остальная толщина основного покрытия, Установлено, что образующийся промежуточный слой обогащен остатками неразложившихся органических веществ. Он препятствует распространению сквозной трещины к защищаемой поверхности, причем толщина этого промежуточного слоя должна быть не менее 3 мкм, но не более 5 мкм.

Пример. Использовались патрубки длиной 400 мм, диаметром 38 мм и толщиной 2 мм из стали 20 Х 13.

Пиролитическое карбидохромовое покрытие наносилось на установке УПТ-1 (Д. ф.

ЛенНИИхиммаш) пиролизом хроморганическойжидкости "Бархос" в вакууме1 — 3 Па при

450 (; со средней скоростью 120 мкм/ч.

Первые 10 мин наносили 20 мкм покрытия, затем осуществляли перекрытие откачки продуктов распада на 1 мин. При этом давление в реакционной камере возрастало до

5 10 — 30 Па. После чего 10 мин наносится при

Р = 1 — 3 Па остальные 20 мкм покрытия.

Покрытый патрубок подвергался развальцовке под углом 15, при этом целостность покрытия регистрировалась визуально и с

10 применением окуляра с 10-кратным увеличением.

В таблице представлены условия проведения и результаты оценки целостности покрытия, осуществленные предлагаемым

15 способом.

Из таблицы видно, что оптимальной областью толщины промежуточного слоя для упрочнения покрытия является интервал от

3 до 5 мкм, причем сам промежуточный слой

20 должен располагаться примерно в середине общй толщины покрытия.

Таким образом, по сравнению с известным способом нанесение карбидохромового покрытия по данному способу обес25 печивает надежную защиту изделий от воздействия агрессивных сред при значительных акцентрированных динамических нагрузках без изменения типа реактора, материала и формы используемых иэделий.

30 Формула изобретения

Способ нанесения пиролитического карбидохромового покрытия на металлические поверхности путем термического разложения паров бис-аренхроморганических, 35 комплексов в вакууме 1 — 3 Па, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения когезионной прочности покрытия, термическое разложение осуществляют в 3 стадии: на первой стадии при давлении 1 — 3 Па, на

40 второй при 10 — 30 Па до образования промежуточного слоя толщиной 3 — 5 мкм, на третьей снова при 1 — 3 Па, Характер разрушения покрытия при развальцовке

1759958

Продолжение таблицы

П р и м е ч а н и е. ** Согласно прототипу без прослойки.

Составитель В. Пашкин

Редактор М, Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор А. Козориз

Заказ 3159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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