Способ диффузионного насыщения металлов и сплавов

(111 Я 583 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОГСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТРУ Сояа ьосетскихСл 1 и а и. Г т:1 р, Гссп,-баии(23) Приоритет Совета Мииистров СССРпа дедам изободт".ций Опубликовано 30 05 76 Бюллетень Г 20(088.8) и открытийДата опубликования описания 08.07.7 б(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВИзобретение относится к области химико- термической обработки, в частности к методам упрочнения поверхностных слоев изделий из металлов и сплавов, и может быть применено в машиностроении для повышения твердости, сопротивления знакопеременным нагрузкам и коррозионной стойкости изделий,Известен способ получения нитридных слоев на металлах и сплавах, заключающийся в электролитическом осаждении титана из водного щелочного раствора двухвалентного титана и последующего азотирования в цианистой ванне при 600 - б 40 С в течение 2 - 3 час.Однако этот способ требует сложного аппаратурного оформления и предусматривает использование ядовитых цианистых соединений. Известен также способ диффузионного насыщения стали, который заключается в следующем.Изделия титанируют в твердом порошкообразном металлизаторе при 900 - 1150 С в атмосфере аргона при давлении 2,4 атм. Для предотвращения спекания металлизатора его смешивают с окисью алюминия в сотношении 2:1.Затем осуществляют карбонитрирование взасыпке из ацетиленовой сажи в среде аргона и азота под давлением 2,4 атм,Такая обработка позволяет получить на поверхности изделия слой карбонитридов титана.Однако слой этот оказывается загрязнен ным, во-первых, алюминием, поскольку окисьалюминия, используемая в засыпке, разлагается при температуре металлизации, и, вовторых, примесями, содержащимися в аргоне.Примеси эти по своим свойствам близки к 1 О титану н при высоких температурах активнос ним соединяются.Цель изобретения - повышение чистотыслоя карбонитридов титана.Для этого титанирование ведут в вакууме 15 при 500 - 1200 С с использованием титансодержащего металлизатора с добавками кислого фтористого аммония.Указанное соединение при нагреве выше150 С разлагается с образованием фтористо 2 о водородной кислоты, которая взаимодействует с поверхностью образцов, восстанавливая окисные пленки, что способствует образованию чистых диффузионных слоев, Затем в реактор вводят углеродсодержащее соедине- Ж ние, выдерживают 0,5 - 2,0 час и вводят смесьазота с инертным газом до давления 100 - 200 мм рт. ст. в реакторе. Таким образом, весь процесс проходит в одном реакторе. Нет необходимости после титанирования извлекать ЗО изделия для освобождения от засыпки. Изде515830 Формула изобретения 15 Составитель С. НиколаеваРедактор А. Купрякова Техред М. Семенов Корректор Е. Рожкова Заказ 1455/10 Изд Мо 1408 Тираж 1068 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 лия с титановым покрытием не соприкасаются с внешней средой, следовательно, не окисляются, и чистота получаемых диффузионных слоев значительно выше.Отличительными признаками предложенного способа являются проведение титанирования в вакууме в присутствии кислого фтористого аммония и осуществление карбонитрирования путем последовательной подачи углеродсодержащего соединения и смеси азота с инертным газом при давлении 100 - 200 мм рт. ст.Пониженное давление в реакторе благоприятно сказывается на ускорении диффузионного насыщения.Качество получаемых слоев карбонитридов титана более высокое, чем при контактном насыщении, за счет образования, плотных слоев с правильной структурой, характеризуемой малой плотностью дефектов на единице поверхности.Способ был осуществлен на железоуглеродистых сплавах и характеризуется следующим примером.П р и м е р. В реактор загружают изделия из сталии металлизатор (зубчатый титан) с добавками кислого фтористого аммония в соотношении 100: 1, вакуумируют, нагревают до 800 С, выдерживают в течение 1 час.Зятем добавляют углеродсодержащее соединение (керосин), выдерживают 0,5 час и 5 при 600 С вводят очищенную смесь азота синертным газом в соотношении 1:5 до давления 200 мм рт. ст, и выдерживают 3 час.В результате образуется карбонитридныйслой толщиной 0,2 - 0,6 мм при глубине диф фузии 1,2 - 2,3 мм.Микротвердость поверхностного слоя200 кг/мм. Способ диффузионного насыщения металлови сплавов, включающий титанирование и последующее кар бонитриров ание в среде, со держащей углерод и азот, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения чистоты слоя карбонитридов титана, титанирование ведут в вакууме в присутствии кислого фтористого аммония, а карбонитрирование осуществляют 25 при последовательной подаче углеродсодержащего соединения и смеси азота с инертным: газом при давлении 100 - 200 мм рт. ст.