Порошковая смесь для диффузионного насышения металлов и сплавов

;-кт г;и,ОП ИЗРАНЯЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциалнстическмнРеспубликоо делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинского комсомола( 54) ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВИзобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения твердости, сопротивляемости коррозии и гидроэрозии, износостойкости и окалиностойкости. Известны составы для получения диф фузионных покрытий, позволяющие повысить твердость, износостойкость, окалиностойкость и коррооиоииую стойкость (11 и (2Недостатками этих составов являются длительность процессов для получения большой толшины покрытия и высокие тем 5 пературы диффузионного нас ыщения. Наиболее близкой к предложенной смесиявляется порошковая смесь, включающая,О/вес и20Малоуглеродистыйферро титан 75Плавиковый шлат 15Фтористый натрий 4,к фГ Соляная кжлота 6оНасыщение проводят при 1000-1200 С 4-8 ч,и получают покрытия до 1,5 мм (3. Однако, присущтвйе соляной кислоты в реакционной смеси, способствующее образованию хлоридов титана, требует температуры натуевар превышающей 1000 С. При температуре ниже 1000 С интенсивность процесса диффузионного насыщения титаном очень мала, Стальные изделия с титановым покрытием требуют последующей термической обработки для измельчения зерна. Бель изобретения - снижение температуры насыщения и увеличение толщины покрытияиБель достигается тем, что известная норошкообразная смесь, включающая ферротитан (титан), фтористый натрий и плавиковый шлат, допсанительно содержит ферромарганец при следующем соотпошении компонентов, вес. Ът730 20 3 32 65-8521 70-90 30-47 О 40 лагаемая 0-4.ЭО 5-380 0 65 4 5 5 мкм вус 3фсрротитип (титан) 40-50фср 1 юмарганец 25-40фтористый натрий 3-5Плавиковый шпатОстальное.От содержания в рсакшюнной смеси фсрротитана (титана) зависит толщина слоя карбидотитаца (,1 С) и количество титапидов ( 3 Ре, ЙГе) в слое, Прп содержании мснсе 10% толщина карбидного слоя не превышает 30-40 мкм. При увели ченип же его более 50%, толщина карбидного слоя увеличивается незначительно и не оказывает существенного влияния на свойства покрытия.Содержание ферромарганца оказывает о влияние, как на формирование карбидного слоя, так и на формирование аустенизированной зоны. Прп содержании ферромарганца менее 25% толщина этих зон невелика, С увеличением его содержания, увеличивается и толщина зон, причем с большей скоростью увеличивается 3-я зона, аустенизированная. При содержании в реакционной смеси более 40% ферро марганца значительного влияния на фон 25 мирование зон не оказывается.Толщина каждой зоны покрытия зависит от суммы ферротитана (титана) и ферромарганца в смеси и от суммарного содержания плавикового шпата и фтористого 30натрия.Наибольшая толщина покрытия из кар. бидотитана получается в реакционной смеси, содержащей 50% ферротитана (титана) и 25% углеродистого ферромар- оо ганца, 5% фтористого натрия и 15% плавикового шпата.Уменьшение содержания фтористого натрия менее 3% вызывает резкое умень шение диффузионных слоев, а при увели чении более 5% происходит припекание смеси к изделиям. 87311 ля диффузионного пасьпполия поверхность стальных и чугу)шых изделий;ачишают до металлического блеска, промьвают соляной кислотой для очистки отзагрязнения и загружают в стальныепатроны, после чего засыпают слоемпредложенной реакционной смеси толщиной 10-15 мм. Патрон закрывают крь 1 шками и обмазывают огнеупорной глиной.Патрон с изделиями помешают в печь,где нагревают до 800-1000 С в течение 3-4 ч. Охлаждают патроны вместе спечью. После охлаждения детали выбивают из патронов, очишают от реакционнойсмеси металлическими щетками, промьвают водой и просушивают. Это позволяет получить на поверхности деталейо,за 3-4 ч при 800-900 С спой карбидовтитана толщиной 40- 20;1 км с концентрацией титана около 80%Т 1, Нижеслоя титана расположены зона титанидовжелеза и марганца (Т 1 Ре,ТРе,ТМиТЮ 2)толщиной 60-150 мкм, зона твердогораствора РеО И (аустенизированнаязона) толщиной 50-80 мкм и зона твердого раствора Ре Т толщиной120-170 мкм. Общая толщина диффузионного слоя составляет 280-500 мкм,Микоотвердость поверхностной зоныдостигает Ноо =2700-3000 кгlммйВ результате диффузионного насыщения в предлагаемом составе на поверхности деталей образуются покрытия светлосерого цвета, прочно связанные с основным металлом. При испытании па перегиб покрытие не отслаивается и рао рушается вместе с основным металлом. Результаты испытаний на образцах из стали 20 после насыщения при 800 С о,4 ч представлены в таблице.730873 Составитель Р, Клыкова Редактор Е, Дорошенко Техред М. Кузьма Корректор Г, Решетник аМаг Изюа в Заказ 1472/15 Тираж 1074 Подписное Ц 11111 И 1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал 111111 Патент", г, Ужгород, ул, Г 1 роектная, 4 Предлагаемая смесь позволяет повысить сопротивление разрушению от гидроэро-ии в 2-5 раз.Предлагаемый состав позволяет поду чить диффузионное покрытие достаточной 5 толщины с высокой поверхностной тверодостык при 800 С и может быть исполь зован для повышения износатойкости и сопротивляемости разрушению от гндроэрозии деталей машин, двигателей вну треннего сгорания, различных конструкций судостроения. Формула изобретения15 Порошковая смесь для диффузионного насыщения металлов и сплавов, включающая ферротитан, плавиковый шпат и фтористый натрий, о т л и ч а ю щ а яс я тем, гто, с целью снижения температуры насып 1 ения и увеличен 11 я толшины покрытия, она допоы 1 ительно содержит ферромаргапец при следующем соотношении компоиентоь, вес. %:Ферротитан (титан) 40-50ферромарганец 25 40Фтористый натрий 3 5Плавиковый шпат Остальное,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Защита металлов. М., Наука,1972, 8, М 4, с. 508-509.2, Металловедение и термическаяобработка металлов. М., Машщ 1 остроение", 1970, Ло 6, с. 64-65.3. Защитные покрытия на металлах.КНаукова думка, 1971 вы 1. 4,с, 172.