Способ нанесения хромкарбидного покрытия

О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВУ Своз СоветскихСон,иапистическихРеспублик(51) М 23 С 0 рнсоединением и-вударстввиимй иамвтвт вата Иииивтрав Сир вв делам иввбрвтве я еткрмтий) Опубликовано 25,12,78.Бюллетень47б) Дата опубликования описания 30,12,78 53) УД К 621,7 0 ,16:669,268 (088.8) А, С, Лузин, Р, К, Чужко, В, Б, Поликарпов, А. Н. В. А. Додонов, В, И, Чичеткин и А. Г. Васильев в,72) Авторы изобретени Научно-исследовательский институт химии рн Горьковском гасударственном универсиим. Н. И. Лобачевского(71) Заявитель ПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ХРОМКАРБИДНОГО ПОКРЫТИЙ Изобретение касается нанесения покрытий, в частности хромкарбидных, термическим разложением,паров металлоорганических соединений на нагретых поверхностях и может быть использовано при создании защитных и износостойких по- З крытий на иэделиях, работающих в условиях агрессивных сред и высоких температур,Известен способ нанесения хромкарбиднаго покрытия на нагретую поверх ность изделий путем термического разложения паров бис-арен-хромовых комплексов, например бис-етилбензолхрома, в вакууме 111Согласно данному способу осушествле- тв ние процесса при температуре 400-45 дС сопровождается образованием слоистых покрытий, повышение температуры сопровождается увеличением скорости роста покрытий и формированием дендритных по в крытий, а снижение температуры - уменьшением производительности, но формированием однородных покрытий. Основным недостатком известного ме. тода является невозможность получения равномерного, имеющего повышенные защитные свойства и износостойкость, хро карбидного покрытия без дендритов на внутренней поверхности изделий, особенно лри их длине 60 мм и более. Это связано с тем, что при температуре 400- 450 С я ниже карбиды хрома практичесоки не образуются, а при использовании более высоких температур наблюдается преимущественный рост дендритного покрытия в местах первого контакта паров МОС с нагретой поверхностью, на последующих участках покрываемой поверхности. скорость роста покрытия резко снижается вследствие уменьшения коипентрапии МОС по длине эоны разложения, что обуславливает неравномерность по-. крытия.Целью изобретении является повыше ние равномерности покрытия на внутрен 1 ней поверхности длинномерных изделий и исключение дендритообразования.Это достигается тем, что нанесение покрытия ведут в неизотермическом реО жиме при температуре 300-350 С на начальной стадии процесса и последующем повышении ее до 500-6 ОО С, 5Согласно предлагаемому способу процесс осаждения покрытия на внутреннюю поверхность трубчатых издепий термическим разложением бис-этипбепзопхрома осуществляют на начапьной стадии при Ю минимапьной температуре термораспада 300-350 С, при которой на всей покрыО, ваемой поверхности образуется большое количество мепьчайших зародышей хрома. йапее температуру поверхности быстро 15 в течение 10-15 мин) ипи постепенно допустимо в течение всего процесса) повышают до 500-600 С,при которой происходит рост образовавшихся на начальной стадии зародышей сформированием гладкого рав- . Ю номерного кромка рбидного покрытия.П р и м е р 1. Предварительно обезжиренную органическими растворителями (эфиром, спиртом и т.п.) стальную трубу с внутренним диаметром В мм, на ружным диаметром 20 мм н длиной 200 мм помещают в камеру нагрева, к которой подсоединяют с одной стороны испаритепь бис-атипбенэопхрома, с другой - ловушку продуктов распада и вакуумный насос. Откачивают систему до давпения 1,33 Па. С помощью печей сонротивпения нагревают покрываемую трубу до 350 С, а исо паритепь - до 220 С дпя обеспечения скорости подачи ЯОС 1 30 мп 8 ч, Я те 35 чение 10 мин поспе иачапа подачи КОС повышают температуру трубы до 600 С и ведут.продесс прц атой температуре в течение 50 мин, В указанных усповиях на внутренней поверхности трубы поцу 40 чают гладкое (чистота поверхности до и после нанесения покрытия соответствует Ч 8) хрбмкарбидное покрытие топщиной 034 мм прц отклонении топщины по асей длине не более + 0.005 мм, имеющее микротвердость 2500 кг/мм, мепкоэернистую слоистую структуру ц состав, соответствующее С ЙС 5.1 Ч р и м е р 2. Процесс осуществляют 50как в примере 1, цо покрываемое иэдепие д стальная труба с Внутренним дйаметром ЗО мм, наружным дцамстром ,60 мм, дпиной 400 мм, имеет спожный профцль внутренней поверхности, Температура испарения бис-этцпбецэопхрома 270 С (скорость подачи 40 мп/и), на, ЦНВИПИ Заказ 7231/19филиал ППП "Патент", г, Уж чапа осаждения 300 С с последующим постепенным повышением до 550 С во течение 2 ч. Попучают покрытие, анапогичное по свойствам вышеописанному, толщиной 0,20+0,01 мм с микротвердостью 2100 кгlмм .яП р и м е р 3, Покрываемое иэделие- змеевик с внешним диаметром 30 мм из стапьной трубки, с внутренним диаметром 6 мм, внешним диаметром 8 мм и общей длиной 1500 мм, Температура ис парения бис-атипбензолхрома 250 Со (скорость подачи 200 мп/ч), начапа осаждения 350 С с последующим повышениемОтемпературы до 500 С в течение 10 мин. Осаждение при 500 С ведут в течение 1 ч. Получают покрытие топщиной О,15+0,01 мм по всей длине с микро- твердостью 1900 кгlмм.Таким образом, предпагаемый способ нанесения хромкарбидного покрытия обеспечивает по сравнению с известными следующие технико-экономические преимущества; воэможность получения гладких равномерных, с близкой по дпине иэделий структурой, покрытий на внутренней поверхности дпинномерных изделий, в том числе и непрямопинейных сложной конфигурации; высокую скорость осаждения покрытия, составпяющую 0,1-0,3 мм/ч формирование покрытий из карбида состава С С высокой твердости (микротвердость 1900-2500 кг/мм ) итемпературоустойчивссти обуславливает повышение качества иэделий с покрытиями, в частности износостойкость и защитные свойстваФормула изобретенияСпособ нанесения хромкарбидного покрытия на нагретую поверхность иэдепий путем термического раэпожения паров бис-этипбенэопхрома в вакууме, о ти и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью повышения равномерности покрытия на ,внутренней поверхности ддинномерных из делий и искпючения дендритообразования, нанесение покрытия ведут в неиэотермическом режиме при температуре ЗООЗБОС на начапьной стадии процесса,и последующем повышении ее до 500-600 С.Источники ииформапии, принятые во внимание при экспертизе:1. Мепыпков В. В. и др. Состав и структура покрытий, осажденных из паровой фазы при термораспаде бис-арен-хромовых комплексов,-"Докл. АН СССР, .1974, 219, М 4, с, 923-931.Тираж 1135 Подписноегород, кл, Проектная, 4