Способ термического наращивания из газовой фары на поверхность металлических изделий твердых сплавов

 

Класс 46+;йОПИСАНИЕ способа термического наращивания из газовой фазы на поверхность металлических изделий твердых сплавов.

К авторскому свидетельству А. А. Абиндера, заявленному

7 марта 1935 года (спр. о перв, № 164670).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Тугоплавкие металлы, особенно IV группы, отличаются высокой антикоррозионной стойкостью, наряду с большой сопротивляемостью механическому износу и находят применение для получения защитных покрытий всей или части поверхности машин, аппаратов и инструментов. Указанные покрытия на металлических изделиях получаются путем га льва ностегии.

Известен способ наращивания из газовой фазы на металлическую раскаленную поверхность тугоплавких антикоррозионных металлов: вольфрама, молибдена, хрома и др., а также их твердых соединений карбидов, нитридов, боридов и силицидов. Способ основан на диссоциации или на соответствующей реакции паров веществ, содержащих эти тугоплавкие металлы в виде галоидных, водородных и кислородных соединений. Представляя большое научное значение, способ этот практического применения не нашел по двум основным причинам: 1) вследствие перегрева основного металла изделий, так как температура образования прочных покрытий лежит выше 1500 и 2) вследствие неустранимой хрупкости получаемых покрытий при температуре ниже 1500 .

Настоящим изобретением предлагается способ, свободный or указанных недостатков и открывающий возможность образования из газовой фазы на поверхности нагретых изделий вязких антикоррозионных сплавов, состоящих из тугоплавких металлов и их соединений сцементированных дополнительными металлами железной группы, например, никелем. В качестве газовой фазы, образукщей указанные сплавы, применяют смеси паров летучих органических соединений металлов, главным образом смесь карбонилов, позволяющих значительно снизить температуру реакции и избежать перегрева основного металла покрываемых изделий.

Выполнение изобретения заключается в обработке металлических изделий, нагретых в камере до температуры порядка 300 смесью паров: карбонилов, тугоплавких металлов и карбонилов металлов ЧИ1 группы. Нагревание металлических изделий осуществляется пропусканием через них тока соответствующей силы или при помощи индукционных токов высокой частоты.

Смеси карбонилов при соприкосновении с нагретыми выше 250 изделиями разлагаются, выделяя прочный слой сплава на поверхности изделий и свободную окись углерода. Если коэфициенты термического расширения материа. ла изделия и наносимого сплава резко различны, то наращивание необходимо проводить с предварительным покрытием.t поверхности слоем вязкого буферного металла, например, меди, нанесенных при помощи электролиза или шоопирования. 1

Входящие в состав сплавов кобальт, никель, или железо устраняют черезвы- чайную хрупкость, присущую защитным! слоем тугоплавких,металлов и,в то же, время практически не уменьшают анти- коррозионной стойкости, при условии соблюдения указанных ниже соотношении компонентов.

Таким образом могут быть образова- ны на поверхности изделий следующие сплавы: вольфрам-кобальт, вольфрамникель, хром-кобальт, хром-вольфрамкобальт, хром-вольфрам-никель и др.

Состав сплавов может колебаться в следующих пределах: тугоплавких металлов (хром, вольфрам, молибден и др,) от

40 — 96Ы и металлов железной группы (никель, железо, кобальт) от 4 — 60Yo.

Сплавы могут образовываться неоднородными по толщине, постепенно к поверхности обогащаясь одними из входящих в состав металлов. Указанное изменение состава покрытии регулируется постепенным увеличением парциального содержания соответствующих кар- бонилов в газовой фазе во время опе- I рации наращивания. Цементацией нане- сенных сплавов углеродом, азотом, крем- нием или бором им сообщается черезвычайно высокая твердость вследствие образования карбидов, силицицов, боридов, тугоплавких металлов. Цементация проводится при температурном режиме,, совпадающем с науглероживанием, азо- тированием, борированием или силицированием основного металла изделий, т. е. при температуре не выше 1200 с применением известных твердых или газообразных реагентов. Процесс цементации и наращивания сплава можно объединить в один прием, подвергая нагретые до температуры порядка 700—

1000 изделия воздействию парообразной смеси карбонилов, разбавленных на

92 — 98Yo (объемных процентов) газами, содержащими углерод, азот, кремний или бор, например, нефтяным газом, аммиаком, кремневодородом или бороводородом. При покрытии не всей, а части поверхности изделий, не покрываемые участки, если во время процесса их невозможно охлаждать, изолируют от газовой фазы слоем нетеплопроводной пасты, например, обмазывают каолином.

Второй вариант выполнения изобретения,устраняет необходимость предварительного подогрева металлических изделий. Согласно этому варианту смесь паров или мелких брызгов органических соединений тугоплавких металлов и металлов VIII группы, например, смесь карбонилов. вольфрама, хрома и никеля с дополнительными горючими парами или газами (предохраняющими карбонилы от окисления) продуваются через газовое пламя или вольтову дугу. При высокой температуре карбонилы распадаются и раскаленные высокодисперсные твердые частицы струей дополнительного газа выдуваются с большой скоростью на покрываемые участки поверхности изделий. При ударе о поверхность, вследствие запаса тепловой энергии, происходит молекулярное сцепление частиц и образование соответствующего слоя антикоррозионного сплава.

Получаемые сплавы для улучшения их структуры и связи с основным металлом можно подвергать дополнительной термо-механической обработке, напримерер, на роликовом электросварочном аппарате типа Игнатьева, обрабатывать на „дождевом" аппарате Герберта и т. д.

Предмет изобретения.

Способ термического наращивания из газовой фазы на поверхность металлических изделий твердых сплавов, состоящих из тугоплавких металлов со связующими их вязкими металлами железной группы, с возможной одновременной или последующей цементацией сплавов. углеродом, азотом, бором, кремнием, отличающийся тем, что в качестве газовой фазы применяют смесь карбонилов тугоплавких металлов с карбонилами металлов восьмой группы, например, смесь паров карбонилов: вольфрама и никеля.

Тип. „Печатный Труд". daa. 1395 — 400