Способ получения диффузионного хромированного покрытия на железоуглеродистых сплавах

Номер патента: 1731870

Авторы: Арабский, Стецкив, Манько

Скачать ZIP архив.

Текст

)5 С 23 С 10 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН АрабИОН ИЯН ургии,ботке,ешдов жеГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 578363, кл. С 23 С 10/28, 1976.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУНОГО ХРОМИРОВАННОГО ПОКРЫТЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВАХ(57) Изобретение относится к метала именно к химико-термической обр Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам химико-термической обработки (ХТО) для повышения эксплуатационных характеристик изделий и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и приборостроительной промышленности для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента.Целью способа является повышение износостойкости диффузионного, хромированного покрытия за счет повышения пластичности хромированного слоя.Указанная цель достигается тем, что в способе поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента, который заключается в нанесении на упрочняемую поверхность химического покрытия с последующим диффузионным хромированием, на упрочняемую поверхность изделия путем химического осаждения наносят трехкомпоЫ 1731870 А и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение износостойкости железоуглеродистых сплавов за счет повышения пластичности хромированного покрытия. Способ включает нанесение на поверхность никелькобальтфосфорного химического покрытия толщиной 5 - 8 мкм и последующее диффузионное хромирование при 950 - 1050 С в течение 6 - 7 ч, Это позволяет повысить износостойкость при высоком удельном давлении в узле трения и предотвращает возникновение трещин в покрытии. 4 табл. нентное никелькобальтфосфорное покрытие толщиной 5 - 8 мкм, после чего осуществляют диффузионное хромирование для образования хромированного слоя с вн ней композиционной зоной из карби хрома и твердого раствора хрома в алезе.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что химическим осаждением наносят никелькобальтфосфорное покрытие определенной толщины, а в процессе хромирования формируют слой с внешней композиционной зоной. Толщина никелькобальтфосфорного покрытия менее.5 мкм не оказывает заметного влияния на строение хромированного слоя при последующем диффузионном насыщении. В этом случае образованное хромированное покрытие аналогично образцам без предварительной обработки химическим способом, При толщине химического покрытия более 8 мкм5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 образуется хромированный слой с внешней карбидной зоной. С увеличением толщины никелькобальтфосфорного покрытия до 20 мкм толщина сплошной карбидной зоны достигает 70 мкм.Хромирование на протяжение менее 6 ч приводит к образованию внешней эоны из твердого раствора хрома в а-железа, Износостойкость подобного хромированного слоя существенно 1(2 - 3 раза) ниже иэносостойкости слоя с карбидной или композиционной внешней зоной. Увеличение времени выдержки (более 7 ч) обуславливает нежелательное возрастание шероховатости насыщаемой поверхности. Снижение температуры хромирования (менее 950 С) нецелесообразно из-за резкого уменьшения толщины внешней композиционной зо. ны. Температура более 1050 С связана с интенсивным ростом зерен серцевины.Образование хромированного слоя с внешней карбидной зоной или с внешней зоной из твердого раствора хрома в а-железе не обеспечивает необходимой износостойкости при высоком удельном давлении в.узле трения. В случае. использования предлагаемого диффузионного покрытия нагрузки, возникающие в узле трения, воспринимаются в первую очередь более пластичным компонентом диффузионного слоя, а именно твердым раствором хрома в а - железе, Релаксация деформационных напряжений в указанной структурной составляющей внешней зоны способствует сохранению собственно карбидных зерен, а следовательно, высокой износостойкости покрытия. Сохранению диффузионного слоя способствует и то, что столбчатые карбидные зерна не поддаются выкрашиванию в силу прочного сцепления с твердым раствором,В результате действия перечисленных факторов изменяется характер разрушения диффузионного хромированного покрытия. Если в случае формирования внешней карбидной зоны рост удельного давления приводит к образованию трещин в этой зоне, то после создания внешней композиционой зоны увеличение связано лишь с увеличением износа за счет истирания. Интенсивность истирания с ростом давления выше допустимых значений резко увеличивается по параболической зависимости.Диффузионное хромированное покрытие состоит из внешней композиционной зоны, представляющей собой столбчатые карбиды хрома Сг 7 Сз, пронизывающие объем твердого раствора хрома в а-железе перпендикулярно к насыщаемой поверхности, сплошной зоны твердого раствора хрома в а-железе; эвтектоидной зоны, далее следует серцевина,Предлагаемый способ получения диффузионного карбидного покрытия реализован следующим. образом.Проводят обработку отверстия 20 в деталях иэ углеродистой качественной конструкционной стали 45. Последовательность обработки следующая; химическое осаждение, диффузионное хромирование.Химическое осаждение никелькобальтфосфорного покрытия на изделие осуществляют в растворе, содержащем, г/л: углеродистый кобальт 7; сернокислый никель 15; лимоннокислый натрий 84; гипофосфит натрия 30. Плотность нагрузки составляет 7,2 дм /л, Длительность осаждения сплава при 80 - 90 С 150 мин, рН раствора 8 - 9. Значение рН корректируют добавлением раствора аммиака.Толщину химического покрытия контролируют на приборе Т 1 К 2-ПУГГОСТ 10717-75 при увеличении х 487. Погрешность измерения определяют ценой .наименьшего деления шкалы винтового окуляра микрометра и для предлагаемого диапазона значений толщины химического покрытия (5 - 8 мкм) составляет 3,8 - 6,0.Диффузионное хромирование проводят газовым способом в порошковой смеси из 60феррохрома, 33оксида алюминия и 7хлористого аммония. Процесс насыщения ведут при 1050 С на протяжении 6 - 7 ч в реторте с плавким затвором. После насыщения реторту охлаждают с печью до комнатной температуры, В результате образуется диффузионный слой указанной структуры. Образцы типа втулок имеют толщину стенки 10 мкм, что исключает возможность сквозной диффузии,Износостойкость образцов исследуют на стенде одностороннего движения в усло. виях трения скольжения. Частота вращения 2 с 1, удельное давление изменяют от 2 до 7 МПа, диаметр образцов типа вал-втулка 20 мм (предлагаемым способом обрабатывают втулку, вал изготавливают из стали 45 с последующим диффузионным борированием), диаметральный зазор находится в пределах 0,05 - 0,07 мм Д - 8 квапитет.точности), база испытанийциклов, Промывкуобразиов, взвешивание и подачу смазочного масла производятчерез каждые 2 10 циклов. Величину уменьшения массы образцов определяют как разницу двух смежных значений массы. Погрешность полученных значений уменьшения массы образца определяют как квадратичную сумму погрешностей отдель5 1 7.31870 Формула изобретен ия Способ получения диффузионного хромированного покрытия на жвлезоуглеродистых сплавах, включающий нанесение на 5 поверхность химического покрытия с последующим диффузионным хромированием в порошковой среде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения иэносостойкости эа счет повышения пластичности хромирован ного покрытия, в качестве химического покрытия наносят никелькобальтфосфорное покрытие толщиной 5-8 мкм, а диффузионное хромирование проводят при 950 - 1050 С втечение 6 - 7 ч.15 Таблица 1 Толщина Фазовый состав внешхимическо- ней зоны хромированного покрц- го слоятия, мкм Уменьшение массы образца,мгУдельное дав-. ление при испытаниях на изнашивание,МПа Толщина внешней зоны хромированногослоя, мкм 2 3 4 10-15 Карбиды СозС 6, Сг 7 Сз и СгзС 2 Карбид Сг 7 Сз + твердый раствор Сг в а-Ре60-70 То же То же 20-30 Карбид СгуСз ЪП р и м е ч а н и е. ббработка при постоянных времени 6,5 ч, при 1000 ОС хромирования. ных измерений. Для полученных значений уменьшения массы (92-344 мг) она не превышает 1 ,Результаты проведенных измерений представлены в табл.1 - 4.Использование предлагаемого способа получения диффузионного хромированного покрытия обеспечивает по сравнению с известными способами повышение износостойкости при высоком удельном давлении в узле трения, что увеличивает долговечность упрочненных деталей.Таким образом, заявляемое изобретение позволит расширить область применения диффузионного хромирования. 2 3 5 2 3 4 5 6 2 3 45 .6 2 3 5 6 7 2 3 4 5 98 120 Трещины в покрытии106 134 166 235 102 127 158 201278 .97 123 152 190 265 95 126 150 187 249.Таблица 2Возрастание шероховатости поверхности при данном времени хромировани риводит к увеличению приработачного износа и, как следствие, к изменению зазор паре трения,Таблица 31731870 10 Продолжение. табл. 3 П р им и е, Толщина химического покрытия 6 мкм, время хромирования 6,5 блица 4 вы держки ри хро овании покры тия, мкм 2-5 5 0 О Составитель И. ДашковаТехред М,Моргентал едактор М. Бланар Корректор Н. Король аказ 1560 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская на 045 здэтельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 оизводств Толщина хими- ческоТемпература хромирования,о Фазовый состав внешней зоны хромированного слояКарбид Сг 7 Сз + твердый раствор Сг в а-Ге То жеТолщина внешней зоны хро- мированного слоя,мкм Удельное давление при испы таниях на изнаш ива ние, МПэ Умен ьш ние мас образцамг 92 125 148 181 233 296

Смотреть

Заявка

4821897, 05.03.1990

УКРАИНСКИЙ ПОЛИГРАФИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ИВ. ФЕДОРОВА

СТЕЦЬКИВ ОСТАП ПЕТРОВИЧ, МАНЬКО АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, АРАБСКИЙ РОМАН СТЕПАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C23C 10/02

Метки: железоуглеродистых, сплавах, диффузионного, покрытия, хромированного

Опубликовано: 07.05.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1731870-sposob-polucheniya-diffuzionnogo-khromirovannogo-pokrytiya-na-zhelezouglerodistykh-splavakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения диффузионного хромированного покрытия на железоуглеродистых сплавах</a>

Похожие патенты