Способ химико-термической обработки металлов и сплавов

.77 (21) 2450540/22(51) М. Кл.зС 23 С 9/1 2) Заявлено м заявкис присоедин сударственныи комитет СССР о делам изобретений(43) Опубликовано 30.09,79, Бюллетень36 (45) Дата опубликования описания 30.09,79 53) УДК 621.785., Яценк нический институт АН У 71) Заявитель изикоинскои 54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВиивне Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов.Известны способы диффузионного насыщения поверхностных слоев металлов и сплавов элементами, находящимися в различных агрегатных состояниях: газообразном, парообразном, жидком и твердом, Диффузия в этих способах происходит при постоянной температуре, а толщина покрытия зависит только от времени выдержки и температуры процесса.Известен способ химико-термической обработки стальных деталей.Диффузионное насыщение хромом ведут по двухступенчатому режиму, первую ступень которого осуществляют при 1000 - 1050 С, а вторую - при 900 - 920 С.Однако получить покрытие с высоким содержанием диффузанта по известной технологии трудно, так как увеличение температуры приводит к уменьшению адсорбции диффундирующих атомов на поверхности. Если же скорость диффузии больше скорости доставки диффузанта к поверхности, то равномерное покрытие больших толщин практически получить нельзя.Целью изобретения является улучшение качества широкого круга покрытий, обеспечение заданных толщин диффузионного слоя и увеличения концентра т м диффузанта.В предложенном способе смену температуры диффузии осуществляют путем термо 5 циклирования, т. е, периодического понижения ее до заданного минимального значенияи повышения до заданного максимальногозначения с выдержкой при этих температурах.10 Диффузионное насыщение ведут при ступенчатом нагреве следующего режима: нагревают материал изделия до температуры0,6 - 0,7 от температуры плавления, выдерживают прн этой температуре 20 - 30 мин,15 охлаждают на 150 - 200 С, выдерживаютпри этой температуре 15 - 20 мин. с повторением цикла в целом 10 - 12 раз,П р и м е р 1. Насыщение палладием изделий, изготовленных из меди, проводят в20 ванне с расплавленным натрием с добавкой3 вес. % палладия в компактном виде илив виде порошка. Ванну с изделием нагревают до 650 С и выдерживают в изотермических условиях 30 мин., после чего темпе 25 ратуру снижают до 500 С, при которой выдерживают 15 мин. Затем температуру повышают до 650 С и повторяют температурные циклы 10 - 12 раз.П р и м е р 2. При насыщении палладиемд 0 изделий из стали 20 поступают аналогичКорректор Р, Беркович Редактор Т. Морозова Заказ 2360/6 Изд,588 Тираж 1139 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ным образом при верхнем значении температуры в цикле 900 С, а нижнем - 750 С.Термоциклирование по приведенным режимам позволяет получить положительный эффект по сравнению с технологией получения покрытий при изотермическом насыщении или при односторонней смене температуры.При насыщении меди при постоянной температуре 650 С в течение 20 ч получают покрытия толщиной в 15 - 20 мкм, тогда как при термоциклировании толщина составляет 40 - 45 мкм. При этом в поверхностных слоях покрытия концентрация палладия на 15 - 18 о/о больше, чем в процессе изотермической выдержки.При насыщении стали в условиях постоянной температуры 900 С в течение 25 ч образуется покрытие до ЗО мкм, а применение циклических теплосмен позволяет получить толщину до 100 - 120 мкм. 4В изотермичеоких услбвиях концентрация палладия достигает 12%, тогда как термоциклирование увеличивает ее до 75 о/о. 5 Формула изобретения Способ химико-термической обработкиметаллов и сплавов, включающий диффузи- О онное насыщение по ступенчатому режиму,отличающийся тем, что, с целью увеличения толщины покрытия и улучшения его качества, диффузионное насыщение ведут по следующему ступенчатому режиму: 15 нагревают материал изделия до температуры 0,6 - 0,7 температуры плавления, выдерживают при этой температуре 20 - ЗО мин., охлаждают на 150 - 200 С, выдерживают при этой температуре 15 - 20 мин. с повто ренпем цикла в целом 10 - 12 раз,