Способ алитирования изделий, преимуществен-ho из неметаллических материалов

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(28) Приоритет но делам нзобретеннй н атнрытнй)ч1 Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СПОСОБ АЛИТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к химико-термической обработке материалов в расплаве металла и может быть использовано для улучшения физико-механических свойств неметаллических материалов.Известна химико-термическая обработка малоуглеродистых сталей и сплавов на основе железа в расплаве алюминия при температуре от 700 до 800 С 113.Использование известного способа химико- термической обработки для обработки мало- углеродистых и жаропрочных сталей позволяет увеличить прочность обработанных деталей на 4-8 кГ/мм и повысить их антикоррозийную стойкость. Недостатком известного способа химико- термической обработки является невозможность обработки при данных температурах не. металлических инструментальных материалов, так как расплавленный алюминий при этих температурах обладает плохими адгезионными свойствами к неметаллическим инструментальным материалам: алмазу, кубическому нитриду бора и композитам на их основе. 2Целью изобретения является повышениепрочности неметаллических инструментальныхматериалов.Поставленная цель достигается тем, чтохимико-термическую обработку в расплавеалюминия ведут при температуре расплава1050- 1300 С, а обработке подвергают неметаллические инструментальные материальк алмаз,кубический нитрид бора и композиты на ихоснове.1 ОПовышение температуры расплава алюминияс 700-800 С до 1050-1300 С снижает краевой угол смачивания алюминием неметаллических инструментальных материалов и спо.собствует проникновению расплавленного алюминия в поры и микротрешины материала и,в результате химического взаимодействияалюминия, например, с нитридом бора, проис.ходит образование боридов и нитридов алюминия, которые заполняют поры и микротрещины, то есть происходит их эалечивание.Это ведет к значительному повышению проч.ности поликристаллов неметаллических сверх.твердых материалов.Составитель Г, БахтиноваТехред Н. Келушак Корректор Н. Швыдкая Редактор Г. БельскаяЗаказ 10511/33 Подписное Тираж 1059 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 802395Сущность изобретения заключается в еле.дующем. В расплав алюминия с температу.рой 1050 -1300 С погружают поликристалли.ческие блоки неметаллических инструменталь.ных материалов, например кубического нитри.дабора, алмаза, композитов на их основе,Блоки выдерживают при данной температурев течение 5-60 мин, в результате чего алюминий, проникая в поры и микротрещиныблоков, взаимодействует с материалом блока.В результате происходит образование химических соединений, таких как нитрид и бори.ды алюминия (при обработке поликристаллов на основе нитрида бора) или карбидалюминия (при обработке поликристалловалмаза). Образующиеся соединения заполняюти залечивают поры и микротрещины в поликристаллах неметаллических инструментальныхматериалов, что ведет к повышению их проч.ности в 2-2,5 раза. Обработка при температурах ниже 1000 С не дает такого значительного эффекта по повышению прочности, таккак уже при 1050 С алюминий плохо смачивает кубический нитрид бора и краевойугол смачивания составляет 140,При таких углах смачивания капиллярныесилы препятствуют проникновению алюминияв поры и микротрещины и не происходитих залечивания. Повышение температуры расплава до 1100 С уже снижает краевой уголзосмачивания алюминием кубического нитридабора до 90-70. При таком угле смачиванияпод действием капиллярных сил алюминийпроникает. в поры и трещины, происходит ихзалечивание и повышение прочности поликристаллов, Повышение температуры обработки выше 1300 С нецелесообразно из.за технологических трудностей.П р и м е р 1. В электропечь помещаюттигель с алюминием и нагревают его до1050 С. Затем в расплав алюминия погружаютполикристаллические блоки кубическогонитрида бора. Время выдержки блоков в расплаве составляет 10 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки в расплаве алюминия составляет 210 кГ/мм против 120 кГ/мм до термообработки.П р и м е р 2. Блоки кубического нитрида бора погружают в расплав алюминия и выдерживают в расплаве при температуре 1100 С в течение 15 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки составляет 300-320 кГ/мм .П р и м е р 3. Блоки поликристаллов алмаза. подвергают термообработке в расплаве алюминия при температуре 1100 С в течение 5 мин. Прочность блоков на сжатие составля. ет 250 кГ/мм по сравнению с 155 кГ/мм до термообработки.П р и м е р 4. Блоки поликристалли. ческого кубического нитрида бора подвергают термообработке в расплаве алюминия при температуре 1300 С в течение 15 мин. Прочность блоков на сжатие после термообработки составляет 315 кГ/мм по сравнению со 125 кГ/мм до термообработки.Предложенный способ химико-термической обработки позволяет подвергать обработке поликристаллические неметаллические инструментальные материалы и повысить их проч. ность в 2 - 2,5 раза,Формула из обре тени я Способ алитирования изделий, преимущественно из неметаллических материалов, путем обработки в расплаве алюминия, о т л ича ющи й с я тем,что,с целью повышения прочности изделий, обработку ведут в расплаве при 1050-1300 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов, М 1965, с. 158 -162 (прото. тип) .