Порошкообразный состав для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов

 

Порошкообразный состав для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов содержит следующие компоненты, мас.%: цинк 10-25, композиционный порошковый сплав марки ПР-Х20Н80 40-57, хлористый цинк 4-6, оксид алюминия 29-30. Изобретение позволяет увеличить приращение линейных размеров насыщаемых изделий, а также повысить поверхностную твердость изделий. 1 табл.

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному насыщению медных сплавов в порошковых средах, и может быть использовано для восстановления и упрочнения изношенных бронзовых деталей.

Известен состав для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов, мас.%: Цинк - 31,75 - 33,75 Медь - 10,25 - 12,25 Железо - 5 - 15 Хлористый аммоний - 1 - 3 Оксид алюминия - 41 - 47 /1/ Наиболее близким аналогом заявленного состава является порошкообразный состав для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов, содержащий, мас. %: цинк 10-22, композиционный порошковый сплав ПРХ18ФНМ-4 50-60, хлористый цинк 3-5, оксид алюминия - остальное /2/.

Отличие изобретения от наиболее близкого аналога заключается в том, что он в качестве композиционного порошкового сплава содержит сплав марки ПР-Х20Р80 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цинк - 10 - 25 Композиционный порошковый сплав ПР-Х20Н80 - 40 - 87 Хлористый цинк - 4 - 6
Оксид алюминия - 29 - 30
Однако использование известного состава для диффузионного насыщения позволяет получить диффузионные слои не более 580-600 мкм при 600^oC и различной продолжительности процесса, а поверхностную твердость не более 1280 МПа. Это связано с тем, что процесс диффузионного насыщения сопровождается химическими реакциями замещения и терморазложения, в результате которых образовавшиеся соединения (нитриды) затрудняют проникновения атомов насыщающих элементов в глубь изделия.

Изобретение направлено на увеличение приращения линейных размеров и поверхностной твердости деталей из бронзы.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в качестве насыщающего компонента используют композиционный порошковый сплав (ПР-Х20Н80), а в качестве активатора - хлористый цинк в следующем соотношении компонентов, мас. %:
Цинк - 10 - 25
Композиционный порошковый сплав (ПР-Х20Н80) - 40 - 57
Хлористый цинк - 4 - 6
Оксид алюминия - 29 - 30
Пример. Перед проведением химико-термической обработки изделий из медных сплавов предлагаемым составом смеси предварительно готовили из порошков цинка ПЦ-2 (ГОСТ 12601-76), композиционного порошкового сплава марки ПР-Х20Н80 (ГОСТ 32458-76 (химический состав сплава: хром 19,5-20,5%, никель 70,5 - 80,5%), хлористого цинка (ГОСТ 4529-78), оксида алюминия (ГОСТ 8136-76). Перечисленные компоненты перемешивались в пропорциях, указанных в таблице.

Образцы из бронзы марок БрОСЦ 5-5-5 и БрАЖ 9-4 помещали в стальные контейнеры, в которые предварительно насыпали реакционной смеси толщиной 10-15 мм. Образцы укладывались так, чтобы расстояние между ними и стенками контейнера было не менее 15 мм, а между образцами 10 - 15 мм. После этого образцы засыпали приготовленной смесью, которую уплотняли с образованием над образцами слоя толщиной не менее 20-30 мм.

Упакованный контейнер с плавким затвором помещали в высокотемпературную печь (СНОЛ-1,6,2,5.1/11-И2) без защитной атмосферы. Процесс осуществлялся при температуре 600^oC и времени выдержки 3 часа (см. таблицу).

Влияние содержания диффузионных компонентов насыщающей смеси в пределах указанных границ на изменение линейных размеров и поверхностную твердость представлены в таблице.

Использование порошковой смеси предлагаемого состава для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов по сравнению с прототипом позволяет получить следующие преимущества:
увеличение приращения линейных размеров образцов до 54%;
увеличение поверхностной твердости образцов в 4 раза.

Источники информации:
1. SU 953000, 23.02.1982.

2. SU 1724727 A1, 07.04.1992.

Формула изобретения

Порошкообразный состав для диффузионного насыщения изделий из медных сплавов, содержащий цинк, композиционный порошковый сплав, хлористый цинк и оксид алюминия, отличающийся тем, что он в качестве композиционного порошкового сплава содержит сплав марки ПР-Х20Н80 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цинк - 10 - 25
Композиционный порошковый сплав марки ПР-Х20Н80 - 40 - 57
Хлористый цинк - 4 - 6
Оксид алюминия - 29 - 30

РИСУНКИ

Рисунок 1