Способ диффузионного хромирования в вакууме стальных изделий

(5 цз С 23 10, 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЛИСА ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ(21) 4819035/ (22) 20.02,90 (46) 07,05,92, (71) Украинск структорского (72) В,А.Ковал (53) 621.785.5 (56) Авторско М 144507, кл Бюл.%17ий филиал бюро арменко088.8) свидетелС 23 С 10 ентрального кон- туростроения ство ССС 10, 1962. О ХРОМИЫХ ИЗДЕ(54) СПОСОБ ДИФИУЗИОНН РОВАНИЯ В ВАКУУМЕ СТАЛ ЛИЙ(57)маши Использование: в металлу ностроительной промышл ическои и нности для Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному хромированию в глубоком вакууме с применением металлического хрома, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности для поверхностного упрочнения технологической оснастки, инструментов и деталей машин.Известны способы диффузионного хромирования с применением металлического хрома, находящегося в контакте с насыщаемыми изделиями-деталями,Наиболее широко используется в промышленности диффузионное хромирование в порошковых смесях.Одним из основных недостатков способа является образование технологических отходов ввиду невозможности регенерации порошковой смеси.Известен способ дифмирования в вакууме, вклю фузионного хрочающий испольК АВТОРСКОМУ С поверхностного .упрочнения технологической оснастки, инструментов и деталей машин. Сущность изобретения: стальные изделия подвергают вакуумному хромйрованию при давлении менее 1,33 Па и температуре 1100 - 11200 С в течение 4,5 ч, В качестве насыщающей среды используют мелкодисперсный порошок хрома, полученный методом восстановления гидридом кальция. Применение способа обеспечивает равномерность процесса насыщения и предотвращает приваривание частиц хрома к поверхности изделий. Кроме того, способ прост в реализации по сравнению с известным. 1 табл., 1 ил. зование гранулированного металлического хрома, с которым в герметичном контейнере находятся обрабатываемые изделия, а также в отдельном отсеке геттер (титановый порошок),Способ предполагает отключение вакуумной системы от реакционного пространства после прогрева и вакуумирования последнего и введение геттера, который, интенсифицирует. процесс и позволяет вести процесс при относительно низких температурах,К недостаткам данного способа относятся громоздкость и большая трудоемкость подготовительно-вспомагательных работ из-за необходимости применения герметичных контейнеров с плавким затвором; применение дополнительного материала-аттера; невозможность выполнения резкого охаи- дения-закалки изделия. непосредственно в вакууме ввиду большой массы загруженного контейнера.1100 - 1120 С и вакууме 0,133 Па в течение 4;5 ч в эл.печи типа СЭ В - 3,3/11,5,Процесс обеспечивает получение диффузионного карбидного слоя толщиной 0,020 мм с микротвердостью на поверхнос и гоооо мпа,Состав карбидов- (Сг, Ее) АСЬ и (Сг, Ее)7 Сз.Поверхность изделия после хромировэния, не ухудшаясь в сравнении с исходной,50 55 Кроме того, этот способ не можетво всех случаях гарантировать отсутствиеприваривания частиц хрома к изделию при1100 С интенсифицировать процесс диффузии хрома, так как давление паров хрома 5зависит от степени вакуума, и для процессавакуумного хрумирования достаточно разрежения 1 х 10 - 1 х 10 мм рт.ст,Целью изобретения является обеспечение хромирования стальных изделий с любой формой сложности, уменьшениетрудоемкости работ, применяемых материалов и оснастки, а также резкого охлаждения-закалки обрабатываемых иэделийнепосредственно с температуры нагрева 15при хромировании в вакуумной печи.Указанная цель достигается тем, чтохромирование изделий любой формы осуществляется в вакууме не хуже 1,33 Па, путем нанесения перед загрузкой в 20вакуумную печь нэ поверхность детали специального микропорошка хрома, при температуре процесса до 1100 - 1120 С,В данномслучае вместо гранулированного хрома используют микропорошокхрома, восстановленного гидридно-кальциевым методом.Перед загрузкой в вакуумную печь поверхность изделия засыпается микропорошком хрома с заполнением имеющихсяуглублений. Порошок удерживают на повер- ЗОхности благодаря самой форме насыщаемой поверхности, если она замкнута, либоприжатием стальными пластинами и заглушками. Далее изделие помещают в печь,создают вакуум не хуже 1,33 Па и температуру 1100 - 1120 С в течение 4,5 ч и более взависимости от требуемой толщины покрытия,Применение такого порошка исключаетприваривание его частиц к поверхности насыщаемого иэделия при нагреве до 1180 Сблагодаря его гранулометрическому составу и химической чистоте, При этом одновременно обеспечивается плотное прилегание. порошка хрома к псверхности иэделия. 45Указанный способ используют для хромирования формообразующих частей поессформ-гравюр иэ стали типа 4 Х 4 ВМФС при приобретает белый цвет с слегка матовымоттенком,Сравнительные данные для обоих способов хромирования приведены в таблице.Как следует из таблицы при длительностипроцесса 6 ч и температуре 1100 - 1120 Столщина диффузионного слоя для обоихспособов практически одинакова,На чертеже показана подготовленная кзагрузке в вакуумную печь часть пресс-формы вставка для литья корпуса регулирующего клапана.Во вставке 1 подлежит хромированиютолько гравюра, заполняемая порошкомхрома 2, который удерживается стальнойпластиной 3 и заглушкой-пробкой 4.Пластина 3 прижимается к вставкештифтами с клиновыми зажимами 5 зажимможет быть заменен винтом с гайкой. Придостаточной жесткости вставки, исключающей деформации при закалке, допускаетсявставку загружать в печь в горизонтальномположении.и тогда для удержания порошкана гравюре пластина 3 и прижимы 5 не нужны, а можно ограничиться только заглушками. Последние выполняются либо из стали,либо из асбеста.Приведенный способ позволяет упростить процесс, избежать применения герметичных контейнеров, геттера и другихвспомогательных материалов; уменьшитьтрудоемкость процесса; производить хромирование изделий с поверхностью любыхформ и конфигураций, имеющих углубления, отверстия и пр.; производить хромирование изделий при необходимости ивоэможности при повышенной температуредо 1150 - 1180 С, сократив длительностьпроцесса; совместить процесс хромирования с закалкой для сталей, имеющих высокую температуру аустенизации,Формула изобретения Способ диффузионного хромирования в вакууме стальных изделий преимущественно с поверхностью любой сложности, включающий покрытие изделия порошком хрома, вакуумирование реакционного объема до получения давления менее 1,33 Ла, нагрев до температуры хромирования и выдержку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества насыщаемой поверхности за счет равномерности хромирования и предотвращения приваривания порошка хрома к иэделию и снижения трудоемкости способа, нагрев проводят до 1100- 1120 С, а в качестве порошка хрома используют дисперсный порошок хрома, полученный методом восстановления гидридом кальция., Корол Редактор М. бла ул. Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж аказ 156 ВНИИ Составитель В, КоваленкоТехред М.Моргентал Коррект Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5