Состав для боросилицирований молиб-дена и его сплавов

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеюэ Соеетских Сециаектичесиих Республик(22) Заявлено 30.06,78 (23) 263539222-02 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 23 С 9/04 Государственный яомитет СССР ио деаам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии АН СССР(54) СОСТАВ ДЛЯ БОРОСИЛИЦИРОВАНИЯ МОЛИБДЕНАИ ЕГО СПЛАВОВ Изобретение относится к областихимико-термической обработки металлов и может найти применение для защиты от окисления изделий из молибдена и его сплавов, используемых в технике высоких температур, Обычно средами для боросилицирования молибдена служат смеси порошков элементарного кремния и бора или борсодержащего соединения, а именно карбидабора В, С.Известно применение последовательной обработки молибдена сначала в карбиде бора, элементарном бореили их смесях, а затем в кремнии 11, 1Однако данный процесс полученияборосилицированного слоя является длительным и многостадийньва.Наиболее близким техническим решением к предложенному является по лучение боросилицированного слоя в среде, содержащей кремний- и борсодержащие элементы (,21.Данная среда позволяет упростить процесс получения боросилицированного слоя на молибдене эа счет одновременной диффузии кремния и бора. Однако полученные в данной среде покрытия обладают недостаточной жаро стойкостью. 30 Целью изобретения является повышение жаростойкости боросилицированного покрытия на молибдене и егосплавах.Для достижения поставленной целипредлагается среда для боросилицирования, содержащая не менее одногодисилицида тугоплавкого металла изгруппы молибден, вольфрам, цирконийи не менее одного борида тугоплавкого металла из группы титан, цирконий,гафний при следующем соотношении компонентов, мол.Ъ;Дисилицид тугоплавкого металла 50-90Борид тугоплавкогометалла 10-50При боросилицировании молибдена всредах, содержащих дисилициды и бориды тугоплавких металлов, последниевходят в состав получаемого силицидного слоя,В связи с высокими температурамиплавления окислов металлов Ч-ойгруппы, особенно циркония и гафния,образование последних повышает температурный предел эксплуатации покрытий.Таким образом, при боросилицироВании молибдена в средах предлагаемо722367 10 Молибден Молибден Сплав ПМА15 45 2,5 10 35 го состава образуется покрытие, состоящее из слоев, считая от металла,борида молибдена МоВ и дисилицидамолибдена Мо 51, легированного металлом5-ой группы,Для уменьшения спекания порошковой среды и стабилизации режимов ееэксплуатации к последней рекомендуется добавлять инертный разбавительв количестве 10-50 от массы. Приснижении концентрации инертного разбавителя ниже 10 происходит спекание шихты, а при превышении верхнего предела - скорость боросилицирования уменьшается. В качестве инертных разбавителей можно использоватьтугоплавкие окислы, например МО 15ЕгО , Н 10 , нитриды, например Егй,Чй, карбиды, например ТС, ХгС, Н 1 С,Указанные пределы концентрацийдисилицида и борида в предлагаемыхсредах установлены экспериментально. щПри повышении концентрации дисилицида в среде выше 90 мол. скоростьборосилицирования,падает, а при ее понижении ниже .50 получающийся силицидный слой содержит большее количество боридных включений, что снижает жаростойкость покрытия.Процесс боросилицирования молибдена и его сплавов в среде предлагаемого состава можно проводить в вакууме или атмосфере инертного газа Зпри 1200-1400 фС. Продолжительностьборосилицирования определяется толщиной покрытия, которую необходимо получить.При этом следует иметь в виду, что 35формирование боридного слоя, в оснонном завершается на начальной стадииборосилицирования, и в дальнейшемпроисходит преимущественный рост силицидного слоя при относительно мед-ленном росте боридного, Желательноиспользовать порошки дисилицидов иборидов с крупностью частиц 4080 мкм. Перед использованием смесьпорошков тщательно перемешивают вручную или во вращающихся барабанах,Ниже приведены примеры конкретныхсоставов предлагаемой среды.П р и м е р 1. Среда содержала,мол.: Дисилицид вольфрама 90Борид титана 10В качестве исходных компонентов среды служили порошки дисилицида вольфрама, Ч 5 и борида титана, ТВ . К указанной среде добавляли инертныи разбавитель, окись циркония в количестве 10 по массе. Смесь перемешивали во вращающихся с окружной скоростью 0,3 м/с барабанах.В указанную смесь помещали образцы молибдена, имеющие форму. цилиндра ф 2,5 мм и длиной 50 мм.Боросилицирование проводили в вакууме при 1400 С в течение 5 ч. В результате получено боросилицидное покрытие, легированное вольфрамом и титаном, суммарной толщиной 75-80 мкм.П р и м е р 2Среда содержала, мол.:Дисилицид вольфрама 20Дисилицид циркония 30Борид циркония 50 Перед использованием к указанной среде добавляли инертный разбавитель, нитрид циркония, в количестве 50 вес.,Обработку молибдена диаметром 8 мм и высотой 5 мм вели, как в примере 1, при 1400 С в течение 3 ч. Получено боросилицидное покрытие, легированное вольфрамом и цирконием суммарной толщиной 90 мкм. П р и м е р 3. Среда содержала, мол,:Дисилицид молибдена 30 Дисилицид вольфрама 40 Борид гафния 30 Перед использованием к указанной среде добавляли инертный разбавитель, двуокись циркония,.в количестве 30 вес Обработку образцов молибденового сплава ЦМА диаметром 8 мм и высотой 5 мм вели, как в примере 1, нри 1350 С.в течение 5 ч. В результате было получено боросилицидное покрытие, легированное вольфрамом и гафнием, суммарной толщиной 60 мкм.Данные по жаростойкости представлены в таблице.722367 Формула изобретения Составитель Р. Клыкова Редактор Т. Морозова Техред М.Рейвес Корректор О. БилакТираж 1048 Подписное ВНИИПИ Государотвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1607/42 Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул, Проектная, 4 Состав для боросилицирования молибдена и его сплавов, содержащий кремнийсодержащее и борсодержащее вещества, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения жаростойкости покрытия, в качестве кремнийсодержащего вещества используют не менее одного дисилицида тугоплавкого металла из группы молибден, вольфрам, цирконий, а в качестве борсодержащего. вещества - .борид тугоплавкого металла из групйы титан, цирконий и гафний при следующем соотношении компонентов, мол.Ъ:Дисилнцид тугоплавкого металла 50-90Борид тугоплавкогометалла 10-50Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 368348, кл, С 23 С 9/04, 1971.2. Бялобжеский А.В. и др, Высокотемпературная коррозия и. защита сверхтугоплавких металлов. М.,фАтом- издат", 1977, с. 174.