Способ нанесения нитридных слоев на детали из титана и его сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК зса г ИЕ ИЗОБРЕТ П К ПАТ(57) Использован других отраслях рочнении и увелич талей машин. Су том, что деталь аз миака или газово миак и азот, при давлении 0,2-1,0 ное давление амм 0,2 МПа. Наиболе ра 700-950 С и да обеспечивает пол толщиной до 20 мк(54) СПОСОСЛОЕВ НАСПЛАВОВ зов или посредством электромагнитных плей. Эти способы очень дороги и могут и пользоваться только при простой геометрии обрабатываемых деталей,Целью предлагаемого изобретения было создание такого способа нанесения нитридных слоев на детали из титана и из титановых сплавов посредством термохимической обработки деталей в аммиаке или в газовой смеси, содержащей аммиак, под давлением и при температуре свыше 500 С, который бы обеспечивал умеренные затраты и возможность получения слоев толщиной 20 мкм и более эа относительно короткие периоды времени,Эта задача решается благодаря что обработка осуществляется при тем туре 500-1000 С и при давлении 0 МПа, причем парциальное давление а ка составляет минимум 0,2 МПа.Особенно целесообразными оказались температура в диапазоне 700-950 С й даво стому, пера- ,2 - 10 ммиаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ - . ВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Прайсер (ОЕ)Г (ОЕ)5835, кл, С 23 С 8/24, 1987 АНЕСЕНИЯ НИТРИДНЫХ ТАЛИ ИЗ ТИТАНА И ЕГО Изобретение относится к способам нанесения нитридных слоев на детали из титана и иэ титановых сплавов посредством термохимической обработки деталей амми- . аком или газовой смесью, содержащей аммиак, под давлением и при температуре выше 500 С,Титан как конструктивный материал имеет некоторые преимущества перед сталью: меньший удельный вес, коррозионноустойчивость и повышенный предел прочности, Этим преимуществам противостоит относительно малая твердость, которая обуславливает необходимость поверхностной обработки, если должна быть увеличена износостойкость. Как правило, такая поверхностная обработка состоит в нанесении слоев, состоящих иэ карбида титана или нитрида титана. В известных способах азотирования деталей из титана и иэ сплавов титана обработка осуществлялась посредством высокоэнергетических гэЫ18364 ие: в станкостроении и промышленности при упении износостойкости дещность способа состоит в отируют в атмосфере амй смеси, содержащей амтемпературе 500-1000 С, МПа. При этом парциальиака составляет минимум е оптимальны температувление 0,5 - 7 МПа, Способ учение нитридных слоев м и более. 1 з,п. ф-лы, 1 ил, 1836484ление в диапазоне 0,5-7 МПа, причем требуется парциальное давление аммиака минимум 0,2 МПа,При таком способе под давлением на деталях из титана и титановых сплавов, имеющих любую геометрию и габариты, при соответствующих размерах камерных печей, можно получать достаточно толстые покрытия нитридных слоев (до 20 мкм и более). Исключительное значение имеет тот факт, что не требуются газы свысокой степенью частоты, достаточно использовать аммиак обычного промышленного качества, Кроме того, имеется возможность подмешивать к аммиаку азот, причем для способа аэотирования требуется только парциальное давление аммиака, равное минимум 0,2 МПа.Толщина слоя наносимого нитрида титана в большом диапазоне давлений зависит от температуры и от времени обработки, Поверхность получается глянцево-золотой и твердость ее существенно повышается. При давлениях в диапазоне выше 6 МПа толщина слоя почти не зависит от давления.На чертеже показана зависимость толщины слоя нитрида титана на деталях из чистого титана от давления и температуры атмосферы, содержащей аммиак.Уже при температуре, например, 500 С и при абсолютном давлении 2 МПа (20 бар) через 1 ч можно получить толщину слоя нитрида титана, равную 10 мкм. При температуре 880 С за этот же период наносится слой чистого нитрида титана толщиной 20 мкм. При давлении 6 МПа (60 бар) образуется, например, слой нитрида титана толщиной 30 мкм, если образцы выдерживаются в течение 1 ч при температуре 880 С.5 При дальнейшем увеличении давлениядо 9 МПа (90 бар) влияние давления на толщину слоя нитридов уменьшается. Приращение уже больше не является линейным, При более высоких давлениях вследствие 10 быстрого образования плотных слоев нитридов только диффузия азота через нанесенный слой определяет фактор времени.Аналогично чистому титану могут азотироваться также сплавы титана, например 15 Т 1 А 16 Ч 4.Для нанесения таких покрытий не трьбуется автоклава, а обработка может осуществляться в обычной камерной печи.20 Формула изобретения1, Способ нанесения нитридных слоевна детали из титана и его сплавов, включающий азотирование при повышенном дав. лении в атмосфере азотсодержащего газапри температуре выше 500 С, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс ведут в атмосфере аммиака или газовой смеси, содержащей аммиак и азот, при температуре 500- 30 1000 С, давлении 0,2-10 МПа, причем парциальное давление аммиака составляет минимум 0,2 МПа.2. Способп,1,отличающийся тем,что процесс ведут при 700-950 С и давле нии 0,5 - 7 МПа.16364847А фламар;кФ сфрЯ г г р ки Ю ОСоставитель А.Алексеев Редактор С,Кулакова Техред М.Моргентал КорректорС,Патрушева каз 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101