Способ нанесения тугоплавких покрытий на углеродсодержащие материалы

0 П И С-фЯ,Ц;Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Р 1 526678 Сова Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б 1) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 19.03.74 (21) 2006730/01 1) М. Кл.2 С 23 С 9 аявкисоединен Чосударствеииый комите Совета Министров СССР ато делам изобретенийи открытий(23) Приоритет Опчб ано 30.08,76. Бюллетень32 53) УДК 621,793.6:(088.8) Дата опубликования описания 12.10.7(72) Авторы изобретени Г. П. Волк, И. А. Лавриненко, В, С, Журавле В, Г. Чуприна и Ю, В. Найдич Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения АН Украинской СС(71) Заявител 4) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ ПОКРЫТИ НА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ2 1 О Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий диффузионным способом, в частности путем нагревания изделий в порошке.Известен способ нанесения металлических покрытий на алмазные порошки из газовой фазы в вакууме, например путем термического разложения карбонильных соединений металлов 1.Однако высокая стоимость и токсичность карбонильных соединений, сложность аппаратурного оформления процесса ограничивают возможность использования данного метода. Известен способ металлпзации алмазов пу тем их совместного нагрева с порошком осаждаемого металла, например хрома 21.Указанный способ прост в осуществлении, однако высокая упругость пара тугоплавких металлов требует использования температуры 20 нагрева выше 1000 С. В этих условиях возможна графитизация алмаза и потеря прочности низкосортных синтетических алмазов типа АСО, АСП, карбонадо.Наиболее близким техническим решением 25 является способ нанесения тугоплавких покрытий, например карбида тантала, на углеродсодержащие материалы путем совместного нагрева их с порошкообразным металлизатором, в качестве которого используют, напри- ЗО мер, пятиокись тантала, в защитной атмосфере или вакууме 31.Однако и данный процесс осуществляют при высоких температурах и в этой связи также не исключается графитизацпя алмаза при нанесении на его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантана, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов.Целью изобретения является устранение указанного недостатка.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве металлизатора берут порошки соответствующих металлов, предварительно выдержанные в кислородсодержащей атмосфере прп 400 - 600 С в течение 5 - б 0 мин, а процесс металлизацип ведут при 700 в 10 С.Данное отличие обеспечивает исключение графитизации алмаза в процессе нанесения на его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов.Согласно изобретению, порошок алмаза зернистостью от 50/40 и выше смешивают с тонкодисперсным порошком вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа или их сплавов зернистостью 1 в 10 мкм, предварительно выдержанным в кислородсодержащей атмосфереСоставитель А. рычаон редактор Е, Шепелева 1(орректор Л, Котова Тсхред В. Рыбакова Заказ 2700/9 Изд. ЪЪ 1627 Тирани 1008 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5 К, Раушскан наб., д. 4/5Тйогра 1 гигк п 1 г Сапунова,при температуре 400 - -600"С в гсчсш)е 5 60 мин при объемном соотношении от 1: 1 до 1:3. Для получения покрытий из сплавов в качестве металлизатора берут смесь порошков соответствующих металлов в необходимом соотношении.Приготовленную смесь порошков покрываемого алмаза и металлизатора засыпают в огнеупорный контейнер и выдергкива)от при температуре 700 - 1000 С в атмосфере ннерт ного газа, водорода или, предпочтительно, в вакууме - 10 - " мм рт, ст. в течение 30 40 мин.После процесса порошки охлаждают и разделяют путем рассева,15Алмазный порошок в процессе металлизации не графитизируется, сохраняет свои прочностные характеристики, легко пропитыьается и смачивается жидкими металлами, например медью и серебром. Полученные покрьгп)я 2 прочно сцеплены с алмазом.Способ, согласно изобретеншо, прост в осуществлении, высокопроизводителен и экономичен, обеспечивает получение мета;)ли)сских покрытий на дисперсных порошках, крупных 25 кристаллах и изделиях, позволяет многократно использовать окислснные порошки металлических порошков, может быть применен при изготовлении алмазного инструмента н паяных изделий из углеродсодергкащих мате риалов. П р и м е р 1. Порошок синтетического алмаза СЛ М 400/315 в количестве 5 каратов смешивают с порошком молибдена крупностьюЗг 5 мкм, предварительно окисленного путе;,) химико-термической обработки на воздухе прп 500 С в течение 10 мин до приобретения фиолетово-черной окраски, что соответствует промежуточным окислам молибдена МогОз, Моз 05, После тщательного перемешивания смесь порошков алмаза и окисленного молибдена, взятую в соотношении 1:1, засьшают в алундовый тигель и помещают в вакуумную печь. Процесс металлизации ведут в вакууме 10 -мм рт. ст. при 900 С в течение 40 мнн. После охлаждения и извлечения из печи смесь просеивают через сито с размером ячейки 40 мкм для отделения металлизнрованного алмаза от порошка молибдена. На поверхности алмаза образуется блестящее равномерное молибденовое покрытие толщиной 2500 А,П р и м е р 2. Порошок синтетического алмаза САМ 400/315 в количестве 5 каратов сме Шниавт С ПОРОШКОМ ХРОМа КРУП)1 ОСПг)О 10 мкм, предварительно окисленного при 600 С в течение 10 мин до приобретения им серой окраски, что соответствует моноокиси хрома, в соотношении 1:1. Процесс металлизации ведут в вакууме 10 - мм рт. ст. при 850"С в течение 30 мин, Получено равномерное хромовое покрытие толщиной 1+0,1 мкм.П р и м ер 3. Порошок синтетического алмаза ЛСП 200/160 в количестве 5 каратов смешивают в порошком титана крупностью 5 мкм, предварительно обработанного на воздухе при 500 С в течение 10 мин до приобретения им бурого цвета, что соответствует промежуточным окислам титана Т 10, ТЬОз. Объемное соотношение алмаза и окисленного титана 1;2. Процесс металлизации ведут в вакууме 10 - " мм рт. ст. при 750 С в течение 40 мин. Толщина полученного покрытия титана 1.+ +0,1 мкм.П р и м ер 4, Порошок алмаза А СП 200/160 в количестве 5 каратов смешивают с порошком марганца, предварительно окисленным "р. 400 С в течение 5 мин до приобретения им темпо-зеленой окраски, в соотношении 1: 2. Процесс металлизации ведут в вакууме 10-в мм рт, ст. при 700 С в течение 30 мин.1 олщина .,олучепной пленки марганца составляет 6 - ;-0,6 мкм. Формула изобретенияСпособ нанесения тугоплавких покрытий на углеродсодержащие материалы путем совместного нагрева их с порошкообразным металлнзатором в защитной атмосфере или вакууме, отличающийся тем, что, с целью исключения графитизации алмаза в процессе нанесения на его поверхность покрытий из вольфрама, молибдена, ванадия, ниобия, тантала, титана, хрома, марганца, железа и их сплавов, в качестве металлизатора берут порошки соответствующих металлов, предварительно выдержанные в кислородсодержащей атмосфере при 400 - 600 С в течение 5 - 60 мин, а процесс металлизации ведут при )00 в 10 С.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Сборник Ллмазы,1, 1969, ст. Л, Б. Генварской и др, Металлизация алмазных порошков карбонильным методом.2. Авт. св. СССР212702 от 15,11.65, М. кл. С 23 С 9/02.3, Авт. св. СССР387047 от 19.03.70, М, кл.в С 23 С 9/04.