Способ упрочнения поверхности металлического изделия

 

Сущность способа: обработку поверхности изделия пpоводят в смесителе, заполненном мелющими телами и легирующими элементами в количестве не менее 0,1 мг на 1 см² упрочняемой поверхности и не более 2% от общей массы загрузки. 2 табл.

Изобретение относится к области получения защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении, химической, электронной, электротехнической и других смежных отраслях промышленности для повышения износо-, коррозионно-, радиационной стойкости, а также для других защитных и декоративных целей.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса, уменьшение расхода легирующих элементов и повышение микротвердости.

Поставленная цель достигается тем, что обработку заготовок проводят в течение 5-30 мин, а легирующий порошок засыпают в количестве не менее 0,1 мг на 1 см² упрочняемой поверхности, но не более 2% от общей массы загрузки.

Процесс осуществляют следующим образом. В смеситель устанавливают покрываемую заготовку, помещают мелющие тела и добавляют легирующий элемент B, Si, C и т.д. в виде порошка, гранул, зерен и т.п. в количестве не менее 0,1 мг на 1 см². Мелющие тела, ускоренные до высоких значений 50-600 м/с², интенсивно воздействуют и активируют поверхность заготовок и диспергируемый порошок, обеспечивая тем самым протекание диффузионных процессов между легирующим элементом и поверхностью заготовок, повышая их микротвердость. Масса порошковой смеси не должна превышать 2% от общей массы загрузки, так как в противном случае существенно снижается интенсивность диспергирования (активации), а следовательно, и производительность способа. Эффект упрочнения достигается непосредственно в процессе механической обработки в течение 5-30 мин. Время обработки менее 5 мин не обеспечивает получение упрочненной поверхности достаточной толщины, а обработка заготовок более 30 мин не способствует дальнейшему увеличению микротвердости.

Заявленные значения оптимальны и служат достижению цели, выход за их пределы нецелесообразен.

Пример 1. Пластина из стали 08кп размером 40 х 40 х 2 мм с предварительно нанесенным покрытием на основе железа толщиной 50 мкм помещалась в контейнер объемом 250 мл. В контейнер загружали ударные тела стальные шары диаметром 8-12 мм (площадь поверхности составляла около 1000 см²) и графитовый порошок. Обработку проводили в вибромельнице при ускорении движения ударных тел от 50 до 600 м/с². Толщина покрытий (глубина насыщения) определялась металлографически на оптическом микроскопе мод. Неофот-32, микротвердость на приборе мод. ПМТ-3.

Результаты исследования с варьированием времени обработки и расхода легирующего порошка приведены в таблице 1. Из таблицы следует, что наилучшие результаты по микротвердости и толщине упрочненного слоя имеют покрытия, полученные в течение 5-30 мин обработки и расходе порошка 0,1 мг/см² и выше, но не более 2% от массы загрузки.

Пример 2. Пластины из титана ВТ 1-00 размеров 40 х 40 х 2 мм помещалась в контейнер объемом 250 мл. В контейнер загружали ударные тела стальные шары диаметром 8-12 мм (площадь поверхности составляла около 1000 см² и порошок бора. Обработку проводили в вибромельнице в течение 15 мин при ускорении движения ударных тел от 50 до 600 м/с². Микротвердость упрочненной поверхности изделия определялась на приборе мод. ПМТ-3.

Результаты исследования при различной концентрации бора приведены в таблице 2.

Аналогичные результаты повышения микротвердости получены и для образца молибдена, упрочненного кремнием.

Результаты исследования приведены в таблице 2.

Таким образом, способ обеспечивает интенсификацию процесса, уменьшение расхода легирующих элементов и повышение микротвердости.

Формула изобретения

Способ упрочнения поверхности металлического изделия, включающий обработку заготовок в смесителе, заполненном легирующим порошком, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, уменьшения расхода легирующих элементов и повышения микротвердости, обработку проводят в течение 5 30 мин, а легирующий порошок засыпают в количестве не менее 0,1 мг на 1 см² упрочняемой поверхности, но не более 2 от общей массы загрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1