410136

О П И С А Н И Е4 Ю 136 Союз Советских Социалистических Республикависимое от авт. свидетельс 111.1972 ( 1759790/22 с 9/О аявлено присоединением заявок1760628/22-11760629/22-1 и1764164/22-1 асударственный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий иори УДК 621,793.6(088.8 Опубликовано 05 1,1974, Бюллетень кования описания 24.17.197 та оп вторызобретени Л. С. Ляхович, Л, Н, Косачевский, А. Я, Кулик ан ВП ГБ орусский ордена Трудового Красного Знамен полйтехнический институтитель СОСТАВ ПОВЕРХНОСТНО 1 О ЛЕГИРОСПЛАВОВ ТИТАНОВЬ- 6 Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности,к процессам комплексного поверхностного легирования металлов углеродом и карбидообразующими элементами.Известен состав для поверхностного легирования титановых сплавов, содержащий древесный уголь.Предложенный состав отличается от известного тем, что, с целью снижения температуры печи, интенсификации процесса и повышения жаростойкости изделий он содержит алюминий, окись карбидообразующего металла и алюминий фтористый при следующем соотношении компонентов в смеси (в вес, %);Уголь древесный 40 0 Алюминий и окиськарбидообразующвгоэлемента 35 - 55Алюминий фтористый 5Для комплексного легирования титановых сплавов углеродом и вольфрамом соотношение алюминия и окиси вольфрама в смеси составляет 1:4, а для легирования углеродом и молибденом соотношение алюминия и окиси молибдена в смеси составляет 1:2,3. Кроме того, для комплексного легирования титановых сплавов углеродом и хромом соотношение алюминия и окиси хрома в смеси составляет 1:2,8, а для комплексного легирования титановых сплавов углеродом и ниобием соотношение алюминия и окиси ниобия всмеси составляет 1: б.5 Процесс комплексного поверхностного легирования углеродом и карбидообразующимэлементом проводят,в контейнерах с плавкимзатвором, под слоем титановой стружки притемпературе печи 700 С.10 При нагревании насыщающей смеси в интервале температур 650 - 700 С начинаетсяалюминотермическая реакция восстановленияокиси карбидообразующего элемента алюминием, который вводится в смесь в количестве,15 соответствующем стехиометрическому соотношению элементов по реакции восстановления.Алюминотермическая реакция сопровождается интенсивным одновременным насыщением20 поверхности титана углеродом и карбидообразующим элементом. Введение в смесь активизатора - фтористого алюминия приводит к бурному выделению газов через затворво время начала алюмипотермической реак 25 ции,Вследствие высокой температуры окончанияреакции (1240 в 14 С), дальнейший процесснасыщения проводят при охлаждении контейнера па воздухе в течение 10 - 15 мин. Такой30 технологический режим обработки: предвари410136 Тираж 875 Заказ 1017711 Изд. Ма Збб Подписпое Типография, пр. Сапуиоаа, 2 тельный разогрев контейнера со смесью в печи, нагретой до температуры 700 С, с последующим охлаждением на воздухе после начала алюмииотермической реакции позволяет избежать интенсивного роста зерна обрабатываемого металла.Предлагаемый состав технологичен и легко регенерируется.При однократном проведении процесса максимальная глубина слоя составляет 25 - 30 мкм, При многократном повторении режима насыщения (три-пять раз) в регеперируемой смеси образуются более глубокие карбидные покрытия толщиной 50 - 100 мкм. При этом структура сердцевины практически не изменяется.При химико-термической обработке титана образуются диффузионные слои, представляющие комплексное соединение титана и карбидообразующего элемента с углеродом. Присутствие кислорода дает незначительное количества окиси титана. Пример 1. Для комплексного поверхностного легирования титана углеродом и вольфрамом соотношение алюминия и окиси вольфрама в смеси составляет 1: 4.При карбовольфрамировании титанового сплава ВТ 1 в смеси, содержащей (в,вес. %): древесного угля 50, алюминия 9, окиси вольфрама 36, алюминия фтористого 5, при температуре печи 700 С в течение 15 мин. После окончания алюминотермической реакции получены карбовольфрамированные покрытия глубиной 25 - 30 мкм с микротвердостью 2000 - 2200 кт/мм, составляющие из комплексных соединений титана и вольфрама с углеродом.П р и м ер 2. Для комплексного поверхностного легирования титана углеродом и молибденом соотношение алюминия и окиси молибдена в смеси составляет - 1: 2,3.При карбомолибденировании титанового сплава ВТ 1 в смеси, содержащей (в вес. %): древесного угля 50, алюминия 15, окиси молибдена 35, алюминия фтористого 5 при температуре печи 700 С в течение 15 мин после окончания алюминотермической реакции получены кар бомолибденированные покрытия глубиной 30 - 35 мкм с микротвердостью 1400 - 1600 кг/мм, состоящие из комплексных соединений титана и молибдена с углеродом.П р и м е р 3. Для комплексного поверхностного легирования титана углеродом и хромом соотношение алюминия и окиси хрома в смеси составляет 1: 2,8.При карбохромировании титана сплава ВТ 1 в смеси, содержащей (в вес. /,): древесного угля 50, алюминия 13, окиси хрома 37, алюминия фтористого 5, при температуре печи 700 С в течение 15 мин после окончания алюминотермической реакции получены карбохро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 мированные покрытия глубиной 65 - 70 мкм с микротвердостью 1200 - 1400 кт/мм, состоящие из комплексных соединений титана и хрома с углеродом.Пример 4. Для комплексного поверхностного легирования титана углеродом и ниобием соотношение алюминия и окиси ниобия в смеси составляет 1: 6,При карбониобировании титанового сплава ВТ 1 в смеси, содержащей (в вес. %): древесного угля 50, алюминия 8, окиси ииобия 42, алюминия фтористого 5, при температуре печи 700 С в течение 15 мин после окончания алюминотермической реакции получены карбониобированные слои глубинной 25 - 28 мкм с микротвердостью 1800 - 200 кг/мма, состоящие из комплексных соединений титана и ниобия с утлеродом.Таким образом, предложенный состав обеспечивает проведение низкотемпературного процесса диффузионного насыщения титано,вых сплавов углеродом и карбидообразующими элементами и может найти применение для повышения износостойкости и жаростойкости изделий из титана. Предмет изобретения1. Состав для поверхностного легирования титановых сплавов углеродом и карбидообразующим элементом, содержащий древесный уголь, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры печи, интенсификации процесса и повышения жаростойкости изделий в него введены алюминий, окись карбидообразующего элемента и алюминий фтористый при следующем соотношении компонентов,в смеси (в вес. %):Утоль древесный 40 - 60 Алюминий и окиськарбидообразующегоэлемента 35 - 55Алюминий фтористый 52, Состав по п. 1, отличающийся тем, что, с целью комплексного легирования титановых сплавов углеродом и вольфрамом соотношение алюминия и окиси вольфрама в смеси составляет 1: 4.3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что, с целью комплексного легирования титановых сплавов углеродом и молибденом соотношение алюминия и окиси молибдена в смеси составляет 1:2,3,4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что, с целью комплексного легирования титановых сплавов углеродом и хромом соотноше. ние алюминия и окиси хрома в смеси составляет 1:2,85, Состав по п, 1, отличающийся тем, что, с целью комплексного легирования титановых сплавов углерод и ниобием со отношение алюминия и окиси ниобия в сме си составляет 1;6.