Способ получения многокомпонентныхдиффузионных покрытий

2) Авторы изобретен М. И. Чаевский и В. П. Артемьев 71) Заявит Красно политехнический инсти(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ насьпце пнямом и Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий и может быть применено для получения многокомпонентных нокрытнй путем подачи азота через расплав легкоплавких металлов с легнрующнм элементом.Известен способ диффузионногоповерхности аустенитных сталей хро аэо. том 1,Насы ение по это способ ос ествляет Щ му у ущ ся в две стадии: диффузионное хромирование в контейнерах с плавким затвором при температуре 10 бОС и выдержке 18 ч в специально приготовленной смеси (состав смеси, вес.%; Сг 70; А 103 29; ИН,1 1) и последующее азотирование полученного хромового покрытия, Азотнрование осуществляют в герметизирован. ных кварцевых трубах в потоке газообразного аммиака или азота особой чистоты при температуре 1060 С и выдержке 3 ч. Недостатками способа являются налнпаниек поверхности деталей хромирующей смеси,значительно увеличивающее трудозатраты из-занеобходимости очистки поверхности деталей при подготовке их к последующеи операцииаэотированию; большой расход хрома (70 вес.%для приготовления смеси для насыщения;большая длительность процесса; высокие тру.дозатраты ввиду последовательности операций з хромирования и азотирования, вызванные необ.ходимостью специальной подготовки поверхности деталей перед каждой операцией, чтозначительно увеличивает затраты на вспомогательные операции.Известны способы получения одно. и дву.компонентных покрытий на.стальных деталяхиэ раславов легкоплавких металлов, содержа.щих насыщающие элемент 2).Данный способ позволяет повысить эксплуа.тационные характеристики стальных изделий,Однако полученные покрытия не всегдаотвечают предъявляемым требованиям по иэносостойкости и корроэионной стойкости.Целью изобретения является повышениеэксплуатационной стойкости изделии. Для достижения поставленной цели в спосо. бе, включающем насьпцение легирующим элементом из расплава легкоплавких металлов,4 0производят дополнительно подачу в ваннус расплавом азота.При этом в качестве расплава легкоплавких металлов применяется Рв, В или эвтектика Рв-В, а процесс ведут при 1100-1150 Св течение 5 - 15 ч,Указанные легкоплавкие металлы Рв, Вили эвтектика Рввыступают в роли толькотранспортирующей среды для переноса осаждаемых компонентов (титана, хрома, азота) кповерхности детали. Причем, выбор именноэтих легкоплавких металлов в качестве транспортирующей среды обусловлен тем, что рассматриваемые легирующие компоненты титан,хром и азот не образуют с ними какихлибосоединений, мешающих процессу формированиядиффузионного покрытия.П р и м е р 1. Получали диффузионноетитаноазотированное покрытие на сталиОХ 18 Н 10 Т. Перед нанесением покрытия поверхности детали подвергали химическому обезжири.ванию, Затем деталь помещали в ванну срасплавом эвтектики Рв-В, куда добавлялипорошок титана в количестве 2 вес, %. Притемпературе 1125 С в течение , 7 ч проводилинасыщение поверхности детали титаном, одновременно осуществляя подачу в эту же ваннугазообразного чистого азота,В результате металлографического исследования было установлено наличие покрытия тол.шиной 220 мкм, содержащего в поверхност.ном слое нитрид титана (ТЮ), Микротвердостьполученного нитридного покрытия в слое,прилежащем к поверхности, по результатамизмерения на микротвердомере ПМТ - 3 состав.ляет 940-1000 кг/мм.Стойкость деталей с полученными титаноазотированными покрытиями в жидком цинкепри температуре 500 С более чем в 100 развыше, чем деталей без покрытия,П р и м е р 2. Получали диффузионноехромоаэотированное покрытие на сталиОХ 18 Н 10 Т, Перед нанесением покрытия поверх.ности детали подвергали химическому обезжириванию. Затем детали помещали в ваннус расплавом эвтектики свинец-висмут (Рв -8),куда добавляли порошок хрома в количестве2 вес,% После чего по оптимальному режиму,позволяющему получить хромоазотированноепокрытие толщиной 200 мкм при температуре1125 С в течение 6 ч проводили насыщениеповерхности детали хромом, одновременноосуществляя подачу в ванну чистого газообразного азота. Металлографическим анализом установленоналичие хромоаэотированного покрытия толщи.ной 200 мкм, содержащего в поверхностномслое нитрид хрома (Сгй). Микротвердостьполученного покрытия в слое, прилежащем1 а 1 20 2 30 35 к поверхности,составляет 860-930 кг/мм,Износостойкость деталей с хромоазотированными покрытиями повысилась в три раза.П р и м е р 3. Получали диффузионноетитанохромоазотированное покрытие на мало.углеродистой стали 08 КП. Перед нанесениемпокрьпия поверхности детали подвергали хи.мическому обезжириванию, Затем деталь ломе.щали в ванну с расплавом эвтектики свинецвисмут (Рв-В 1), куда добавляли в количест.ве 2 вес.% в соотношении 1;1 порошки титанаи хрома, После чего при температуре 1125 Св течение 10 ч проводили одновременное насы.щение поверхности детали титаном и хромом,осуществляя подачу в эту же ванну чистогогазообразного азота.В результате было получено хромотитаноазотнрованное покрытие толщиной 250 мкммикротвердостью в приповерхностном слое950-1050 кгГмм.Испытания в расплавах жидких металловцинка и алюминия показали отсутствие смачивания поверхности деталей с этими жидкимиметаллами, что говорит об отсутствии корро.зионного поражения. В то время как незащи.щенные образцы подверглись сильному корро.зионному поражению и привес массы в результате налипания расплавов этих металлов(цинка, алюминия) составлял до 1000 г/мф.Таким образом, предложенный способ позво.ляет упростить способ получения нитридныхпокрытий, а также повысить эксплуатационныехарактеристики диффузионного слоя при наре.ве в расплаве легкоплавких металлов.Изобретение может широко использоватьсядля получения защитных диффузионных . покры.тий с высокими коррозионно.механическимисвойствами в изделиях новой техники, приборо- и машиностроении,Формула изобретения 1, Способ получения многокомпонентных диф фузионных покрытий, включающий насыщейие из расплава легкоплавких металлов, содержащего легирующие элементы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости иэделий, в процессе насыщения производят дополнитель. ную подачу азота в расплав.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что в качестве расплава применяют свинец.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что в качестве расплава применяют висмут.4, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что в качестве расплава применяю 1 расплав свинец-висмут.Корректор Н. Швыдкая Редактор Н. Ахмедова Подписное Тираж 1059ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретения и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5 Заказ 10511/33 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 55. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве легирующего элементь применяют титан.6, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что в качестве легирующего элемента применяют хром.7. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве легирующих элемен.Ъ тов применяют хром и титан. 6Источники информации,принятые вс внимание при экспертизе1, Сборник "Защитные покрытия на метал.лах", К "Наукова думка" вып. 8, 1974,с. 162-167.2, Шатинский В. Ф. и др. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких ме.таллов, К "Наукова думка", 1976, с, 160164, 194-195,