Способ химико-термической обработки изделий из сплавов титана

.4. И,б иу Е ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВ(21 ) (22(46 ) 7Иипко стит ы. Сбо 40, ь ство14, 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 3377014/22-020501,8207.10,83. Бюл. М 3(54 ) (57 ) СПОСОБОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛАЭОБ Т включающий оксидирование в атмосфе ре воздуха при 1050-1060 С с после дующим охлаждением со скоростью 150-200 С/ч,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса насыщения и получения диффузионных слоев с равномерным распределением твердости по Сеченик. нию, перед оксидированием на изделие наносят медное гальваническое покрытие толщиной 0,1-0,15 мм, СР затем проводят отжиг в защитнойатмосфере при 850-900 С в течение 1-1,5 ч и охлаждение, а последую- КОЙщее оксидирование проводят при АНА, атмосферном давлении.1046342 кислородом воздуха,толстых упрочненных слоев с равномерным распределением твердости по сечению, Вовремя нагрева на воздухе до 10501060 С медненных при отжиге в зашитоной атмосфере образцов проходиткомплексное насыщение титана и егосплавов с медью и кислородом, исключаюцее образование зоны хрупкихокислов титана эа счет легирования10 диффузионного слоя медью. Меднооксидирование позволяет получить однородный по микроструктуре упрочненный слой на титановых сплавах.При толщине гальванического покс- рытия меньше 0,1 мм толщина меднооксидирования снижается, а с увеличением толщины толще 0,15 мм происходит отслоение покрытия в процессепоследующего комплексного насыщения.В связи с бурным ростом зерна 20 при пребывании титановых сплавовв интервале температур Р-областиверхнюю температуру изотермическойвыдержки для диффузионного отжигаограничили 900 С. Уменьшение же тем 25 пературы иэотермической выдержкиниже 850 С снижает эффект дополнительного диффузионного отжига.Изотермическая выдержка 1 ч необходима для достаточно прочного дифЗ 0 Фузионного сцепления медного гальванического покрытия с титаном.Увеличение выдержки более 1,5 ч нецелесообразно по причине возможногообразования пористости иэ-эа истоЗ 5 мщения диффузионного источника меди.Исключение иэ технологии меднооксидирования разрежения воздухаулучшает технологичность предлагаемого способа, не ухудшая свойствпокрытия.40 П р и м е р, Производят оксидирование гальванически омедненноготитанового сплава ВТЗО в атмосферевоздуха после предварительного отжига в защитной атмосфере аргона 45 при 900 С, На прутки 6 мм наносятслой меди толциной 0,1 мм в гальванической ванне с цианистым электролитом. Затем омедненные прутки отжигались в печи в защитной атмосфе ре аргона при 900 С в течение .1 ч.Охлаждение после термодиффузионногоотжига производили со скоростью150-200 ОС/ч также в защитной атмосфере. Меднооксидирование прутков, 55 прошедших термодиффузионный отжиг,производили в печи в атмосфере воздуха при 1050 ОС в течение 1 ч, Давление воздуха в печи при насыщенииравнялось атмосферному. Охлаждениеобразцов производили с .печью со скоростью 150-200 С/ч.Для получения сравнительных данных производилось химико-термическая 65 Изобретение относится к металлургии, а именно к комплекснойхимико-термической обработке изде,лий из титановых сплавов, и можетбыть использовано при упрочнениидеталей из этих сплавов, работающих в условиях износа.Известен способ оксидированияв печи в атмосфере воздуха с нормальным давлением при 800-1200 С втечение 0,5-16 ч 1,Однако данный. способ не позволяет получить достаточно толстые диффузионные слои с равномерным распределением твердости по их сечению без скалывания зоны хрупких окилов титана.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффектуявляется способ химико-термическойобработки иэделий из сплавов титана, который заключается в насыщении образцов в атмосфере разреженного воздуха при остаточном давлений 1 10 мм рт.ст. в интервалетемператур 1050-1060 С с последующим охлаждением со скоростью 150200 ОС/ч. Толщина оксидированных слоев после такой обработки составляет 70 мкм, твердость 10001200 кг/мм21,/Недостатком известного способаявляется то, что процесс насыщенияимеет довольно низкую интенсивность, а показатели твердости сильно снижаются уже при малейшем удалении от поверхности,Кроме того, разрежение порядка110 мм рт,ст. создает ряд технологических трудностей для осуцествления известного способа в производственных условиях.Целью изобретения является ускорение процесса насыщения и получение дифФузионных слоев с равномерным распределением твердости по сечению,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу химикотермической обработки иэделий изсплавов титана, включающему оксидирование в атмосфере воздуха при1050-1060 С с последующим охлаждением со скоростью 150-200 С/ч, передоьксидированием на изделие наносятмедное гальваническое покрытие толщиной 0,1-0,15 мм, затем проводятдиффузионный отжиг в защитной атмосфере при 850-900 С в течение 1,01,5 ч и охлаждение, а последующееоксидирование проводят при атмосферном давлении,За 1-1,5 ч дополнительного диффузионного отжига гальваническихомедненных образцов при 900 С форми.руется медненный слой толщиной 125150 мкм. Такая структура необходима для получения после насыщения обработка по известному способу, атакже меднение образцов с гальваниСкал сдоя Способ обработки Известный 1200-700 100 Есть Меднение из гальваническогопокрытия толщиной 0,1 мм 1100-600860-650 275 Есть 1000-1500 Нет Предлагаемый 1Составитель Л. Бурлинова Редактор А. Шандор Техред И,Иетелева Корректор О. ТигорЗаказ 7670/27 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ческим покрытием толщиной 0,1 мм в.о защитной атмосфере аргона при 1050 С в течение 1 ч.Проводилось изменение толщины и микротвердости диффузионных слоев. Данные сведены в таблицу.В таблице приведены данные химико-термической обработки изделий известным и предлагаемым способами.1 В предлагаемом способе равномерность распределения микротвердости по сеченйю (иначе говоря, интенсивность ее снижения) упрочненного слоя определялась расстоянием от поверхности до слоя, с мнкротвердостью не менее, 500 кг/мм, что соответствует величине эффективного упрочнения поверхности образца. Так при обработке по известному способу микротвердость составляет у поверхности 1100 кг/мм, с удалением от нее резко падает: толщина упрочненного слоя с микротвердостью, превышающей 500 кг/мм неэначнтельна, При обработке по предлагае мому способу, значения микротвердости у поверхности составляют 900 кг/мм 2, а ее снижение с удалением от поверхности происходит более плавно и толщина диффузионного слоя 10 с эффективной твердостью оказывается намного большей, чем при обработке по известному способу.Использование предлагаемого способа химико-термической обработки сплавов титана обеспечивает по сравнению с существующими способами получение значительно более толстых диффузионных слоев с более равномерным распределением твердости по слою и повышенной его прочностью.