Способ получения диффузионных многокомпонентных защитных покрытий

р 644869 О П И С А-НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советский Соииалистических Республик(22) Заявлено 21.10,77 (22535573/22-02с присоединением заявки Ме(45) Дата опубликования описания 30.01.75 М. КС 23 С 9/10 С 23 С 17/О Государствеииый номите СССР О делам изебретеиий и открытий(088.8) 2) Авторы изобретен И, Чаевский, В, П, Артемьев и С. М, Пилюг Краснодарский политехнический институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФФУЗИОННЫХМНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТ 5 1Изобретение относится к области химико-термической обработки сталей, в частности для получения многокомпонентных диффузионных титано-никелевых, титано- молибденовых, никель-молибденовых, титано-хромовых, никель-хромовых, молибденохромовых защитных покрытий на углеродистых и нержавеющих сталях типа ОХ 18 Н 10 Т, обладающих высокой коррозионно- и износостойкостью.Это изобретение может найти широкое применение в прибороарматуростроении, а также для ремонтновосстановительных операций изношенных деталей.Известны способы получения покрытий на стальных деталях путем погружения обрабатываемой детали в расплавленные легкоплавкие металлы с добавкой в них порошка легирующих компонентов, например молибдена, циркония, никеля, хрома, вольфрама 11, 21.Наиболее близким к предлагаемому является способ химико-термической обработки, который заключается в получении цирконий-титанового покрытия на изделиях из стали ОХ 18 Н 9 Т из расплава эвтектики РЬ - В 1 при 1000 - 1100 С, при этом толщина покрытия после нагрева при 1100 С в течение 50 ч составляет 50 - 60 мкм 31,Недостатком способа является малая производительность за счет небольшой скорости роста диффузионного слоя.Целью изобретения является ускорение процесса получения многокомпонентцых диффузионных защитных покрытий на углеродистых и нержавеющих сталях.Указанная цель достигается тем, что процесс насыщения ведут последовательно в нескольких ваннах с транспортным легкоплавким расплавом, каждая из которых содержит один из насыщающих элементов, периодически перемещая деталь из одной ванны в другую.В качестве расплава применяются легкоплавкие металлы Рб - В 1, 1.1, Ма, Рб, Са, В 1. Детали помещают в ванны, где выдерживают при температуре 1100 - 1150 С в течение 0,5 - 1 ч, затем их вынимают и меняют местами (т. е. детали, находившиеся в ванне с добавкой одного легирующего элемента, помещают в ванну с добавкой другого легирующего элемента, где снова выдерживают при температуре 1100 С -1150 С в течение 0,5 - 1 ч). Количество таких циклов может повторяться многократно в зависимости от требуемой толщины и структуры диффузионного слоя, причем количество таких ванн с разными добавками диффундирующих металлов, таких как Т 1,%, А 1, Мо, Сг, Ч, Уг, может быть увеличено для получения и-компонентного покрытия. Последовательность выдержки в той или иной ванне может меняться.При изменении времени выдержки можно регулировать структуру диффузионного слоя и процентное содержание легирующего элемента,Пример. Получают диффузионное титано-никелевое покрытие на образцах из стали ОХ 18 Н 10 Т. Перед нанесением покрытия поверхности деталей подвергают химическому обезжириванию и травлению, Затем оЯну деталь помещают в ванну с приготовленным расплавом Т 1 - РЬ - В 1 (1,47% Т 1; 42,86% РЬ; 55,67% В 1), а другую - в ванну с расплавом % - РЬ - В 1 (1,95% И 1; 55,4% В 1; 42,65% РЬ), где выдерживают их в течение 1 ч при 1100 С, После этой выдержки детали меняются местами. Цикл повторяется 4 раза, Поверхность расплава ванн защищается аргоном.В результате получают равномерное по толщине, беспористое диффузионное титано-никелевое покрытие толщиной 60 мкм за общее суммарное время 2 ч на одну деталь.Аналогичное титано-никелевое покрыгие толщиной 60 мкм из ванны легкоплавкой эвтектики РЬ - В 1 с одновременной добав. кой диффундирующих металлов Т 1 и % получено за 8 ч из расчета на одну деталь,Эффект ускорения роста диффузионного слоя достигается за счет периодически вновь создаваемой разности химических потенциалов между адсорбированным слоем диффузанта и покрываемым металлом, что достигается периодической сменой ванн: при помещении детали в ванну, например, с добавкой титана в результате градиента химического потенциала титан диффундирует в поверхность покрываемой детали, при этом скорость роста диффузионного слоя уменьшается вследствие вы равнивания градиента химического потенциала между адсорбированным слоем титана и покрываемым металлом. Перемещением детали в другую ванну, с добавкой никеля, опять достигается максимальный 10 градиент разности химического потенциаламежду адсорбированным слоем никеля и поверхностью детали и так далее.Таким образом, предложенный способпозволяет в 4 раза ускорить процесс обра зования титано-никелевых покрытий,Формула изобретения1. Способ получения диффузионных мно 20 гокомпонентных защитных покрытий, включающий насыщение легирующими элементами из легкоплавкого расплава при температуре насыщения, отличающийся тем,что, с целью интенсификации процесса на 25 сыщения, процесс ведут последовательно внескольких ваннах, каждая из которых содержит один из насыщающих элементов,2. Способ по п. 1, отличающийсятем, что титано-никелевое покрытие полу 30 чают при 1100 - 1150 С, периодически выдерживая деталь вначале в ванне Т 1 - РЬ -В 1, а затем в ванне,% - РЬ - В 1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Патент США3220876, кл, 117 - 114,1965.2. Авторское свидетельство СССР280158, кл. С 23 С 9/10, 1970,3. Авторское свидетельство СССР4029801, кл, С 23 С 9/08, 1971, Составитель Р, КлыковаРедактор 3. Ходакова Техред А. Камышникова Корректор И, ПозняковскаяЗаказ 2471/13 Изд,131 Тираж 1138 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2