Состав для титанирования стальных и чугунных изделий

)5ОСУДАРСТВЕ)НЫИ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ1 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.8) ытия иа1973, с Я ТИТА ННЬХ И алла 1 ИРОЗДЕЛИ Изобретение относится тности к химико-терми еталлов, и может быть иностроительной, при к металлеской обриспользоворострои вч аботано в ке ммаш ель еси рах мин ий 2 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СОСТАВ ДЛСТАЛЬНЫХ И ЧУГУ Изобретение относится к металлургии,в частности к химико-тер)лической обработке, и может быть использовано в машиностроительной, химической и другихотраслях промышленности.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса насыщения, повышение корроэионной стойкости диффузионных покрытий иснижение температуры насыщения.В состав для титанирования стальных ичугунных изделий, содержащий порошковый титан, оксид алю)линия и активатор, дополнительно вводится порошок никеля, а вкачестве активатора - фтористый алюминий, при следующем соотношении компонентов, мас. 7Порошковый титан 25.-40Порошок никеля 25-40Фтористый алю -6Оксид а)юл)иния О ое 5),/ 1622423 А 1 нои и других отраслях промышленности, Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости, интенсификация процесса насыщения и снижение температуры насыщения. В состав для титанирования стальных и чугунных изделии, содержащии порошок титана, оксид алюминия и активатор, дополнительно вводят порошок никеля, а в качестве активатора - фтористый алюминий при следуощерил соотношении компонентов, мас.0)ь: порошок титана 25-40; порошок никеля 25 - 40; фтористый алюминий 2-6; оксид алюминия остальное. Это позволяет повысить коррозионную стойкость в 2 - 2,5 раза, толщину диффузионного слоя в 1,5-2,5 раза, снизить температуру процесса. 2 табл Входящий в состав насыщающей см порошок никеля при высоких температу (свыше 950 С) при насыщении образует жидкометаллическую фазу, что приводит к резкому увеличению скорости диффузии. Однако экспериментальные исследования показали, что возможно титанирование с использованием предлагаемого состава и при более низких те)лпературах, начиная с 850"С, так как при температурах выше 770 С в предлагаемом составе происходит эвтектоидная реакция с перестройкой кристаллической решетки г.-твердого раствора в /3 -твердый раствор, которая сопровождается увеличением подвижности атомов кристаллической решетки. что ускоряет образование активных а)ол)ов титана, а значит и увеличивает скорг;ть диффузии,Используемый в иэв.с. е; "ос г,) вах для титанирования активатор 1)Г при тради 1622423ционном титанировании распадается нд ИН и НС 1, которые взаимодействуя с поверхностью деталей, пассивируют ее, что препятствует процессу диффузии при низких темт 1 ературдх, Введение в предлагаемый состав в качестве активатора фтористого алюминия, который при нагреве распадается нд Г и АГ, способствует образованию активных атомов титана и не взаимодействует с поверхностью деталей, таким образом способствует осаждению активных атомов титана нд поверхность обрабатываемой детали,Входящий в состав порошковый титан цолучен путем размола титановой губки или стружки Данные по влиянию количества пороцкового титана, порошкового никеля и фтористо 1 о алюминия на толщину диффузионного слоя, корроэионную стойкость и температуру насыщения представлены в табл.1Кдк видно из табл.1, с понижением процентного содержания порошкового никеля в насыщающей смеси с 40 до 25 мдс.% толщина диффузионного слоя и корроэионная стойкость увеличиваются, содержание тит; - нд при этом 40 мас,%, фтористого алюминия 6 маг"/ Ддльнейшее уменьшение содеркания порошка никеля менее 25 тлдс.в насыщающей смеси приводит к резкому снижению толщины диффузионного слоя и корроэионной гтойкости титановых покрытий, При увеличении содержания порошка никеля до 45 мдс./ и снижении при этом количества порошка титана до 20 мас./, и фтористого алюминия до 1 мас.происходит резкое снижение коррозионной стойкости толщины диффузионного слоя. При повышении температуры насыщения до 950 С толщина и коррозионная стоикость покрытий увеличиваются,Процесс титанирования осуществляют при 850 - 950 С, Диффузионное титанирование изделий предлагаемым составом проводят следующим образом. Изделия очищают от ржавчины и грязи, обезжиривают. Готовят насыщенную смесь путем смешивания порошков титана, никеля, фтористого алюминия и оксида алюминия в конусном смесителе в течение 0,51 ч,При титанировании в порошковой смеси детали упаковывают в следующем порядке: на дно тигля помещают слой насыщающей смеси толщиной 20-30 мм, затем укладывают детали таким образом, чтобы расстояние до стенок тигля и между деталями было не зеленее 15 - 20 мм, Детали засыпают смесью толщиной 30-40 мм. Для предотвращения окисления используется плдвкий затвор. Тигли помешают в печь, 50 нагретую до 850 - 950"С и выдерживают 4 6 ч.Затем тигли извлекают из печи, охлаждаюти распаковывают.Г 1 р и м е р 1, Проводят титанирование5 образцов из стали 08 КП л серого чугунаСч 18, которые предварительно очищают иобезжиривают, Готовят насыщающуюсмесь для получения покрытия следующегосостава, мдс. :10 Порошок титана 25Порошок никеля 40Фтористый алюминий 2Оксид алюминия 33путем смешивания компонентов в конус 15 ном смесителе в течение 0,5 ч,Приготовленные образцы упаковываютв гигель и засыпают насыщающей смесью.Наводят плавкий затвор и помещают тигельв печь. нагретую до температуры насыще 20 ния, и выдерживают в течение 4 ч. Послеэтого тигли извлекают из печи, охлаждают ираспаковывают, Титанирование образцовосуществляют при 850 и 950 С,Исследование полученных образцов25 проводили следующим образом, Коррозионные испытания проводят в среде 15 -нойНМОэ в термостате при 100"С, Скоростькоррозии определяют по потере веса Взвешивание образцов проводят на весах с30 точностью до 0,001 г, Толгцину диффузионного слоя определяют нд металлографическом микроскопе.Г 1 р и м е р 2, Титанирование образцовосуществляют аналогично примеру 1, Тита 35 нирующий состав имеет следующее соотношение компонентов, глас /,;Порошок титана 32,5Порошок никеля 32,5Отористый алюминий 440 Оксид алюминия 31Темгтература насыщения 850 и 950 С,выдержка 4 ч.П р и м е р 3. Титанирование образцовосуществляют аналогично примеру 1, Тита 45 нирующий состав имеет следующее содержание компонентов, мдс.%:Порошок титана 40Порошок никеля 25Алюминий фтористый 6Оксид алюминия 29Для сравнения проводят титанирование образцов известным составом при 850и 950 С, содержащим тлдс,%:Порошок титана 7055 Оксид алюминия 24Хлористый дммоний 6Результаты сравнительных испытанийпредставлены в табл.2,Как видно иэ 1 абл. 2, исцользованиепредлагаемого состава для титднип 1 вдния1622423 10 Таблица 1 Состав ТемпеХарак- тери- стика Толщина диффУЗИОН НОГО слоя, мкмЧугун Сч 18 АЕз Стал 08 КП 40 35 30 25 Слойпокрытия бе лого 79 86 92 98 3,100 112 140 та 24 36 Слоибелогцвет 3,5 5 6 30 25 Таблица 2 по сравнению с известным обеспечивает повышение коррозион ной стойкости в 2 - 2,5 раза, диффузионного слоя в 1,5 - 2,5 раза. Кроме того, снижается температура процесса титанирования до 850 С, что не достигается известным составом. Формула изобретения Состав для титанирования стальных ичугунных иэделий, включающий порошок титана. оксид алюминия и активатор, о т л и ч аСодержание компонентов,мас %ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения, повышения корроэионной стойкости и снижения температуры насыщения, он дополнительно 5 содержит порошок никеля, а в качестве активатора - фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас:Порошок титана 25-40 Порошок никеля 25-40 Фтористый алюминий 2-6Оксид алюминия Остальное КоррозионнаяСТОЙКОСТЬ, гlмм", эа 24 ч при Т=100 С в 15;4-ном растворе Н 40 з