Способ нанесения металлическогопокрытия ha рабочую поверхностьлитейной формы

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень26Дата опубликования описания 25.07.81 по делан иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения С, П. Серебряков, В. А. Руденко, А. М. Сержангов" и А. А. Баскаков Рыбинский авиационный технологический институт(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА РАБОЧУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫИзобретение относится к машиностроению, а именно к производству литых деталей и заготовок из тугоплавких металлов, химически активных к материалу формы.Известны способы нанесения металлических покрытий газофазным осаждением при пиролизе газообразных карбонилов металлов. В процессе пиролиза соединений с двумя и более нелетучими компонентами, каким является карбонил вольфрама, вместе с металлом на поверхности осаждается определенное количество углерода. Обеспечение необходимого сцепления металлического покрытия с поверхностью достигается повышением температуры подложки 11.Однако при этом интенсифицируется процесс пиролиза карбонила на значительном расстоянии от нагретой поверхности, а про дукты разложения плохо сцепляются с подложкой или уносятся из зоны реакции прежде, чем произойдет осаждение. Предотвращения этого добиваются снижением давления в реакционной зоне.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ нанесения покрытий из металлов на рабочую поверхность форм, включающий пропускание газовой смеси через поры формьк в котором предусматривается в целях улучшения качества покрытия пропуска ние через поры нагретой формы карбонилов металлов. Носителем паров карбонилов является инертный газ. Формирование покрытия на поверхности формы осуществляется за счет реакции термического разложения карбонилов при соприкосновении газовой смеси с разогретой до 700 С литейной формой 2).Недостатком известного способа является то, что при пропускании карбонила вольфрама через корундовые формы для изготовления титановых отливок разложение его происходит с образованием в покрытии углерода, загрязняющего поверхностные слои отливок. Неравномерность толщины покрытия на поверхностях, различно ориентированных относительно оси газового потока, приводит к появлению возможности химического взаимодействия тугоплавких металлов с материалом формы. В результате растет величина и загрязненность поверхностных слоев отливок, которые необходимо удалять механической обработкой.Цель изобретения - снижение загрязненности пироуглеродом металлическогов форму карбонила вольфрама регулируют такчтобы давление в полости формы при условии одновременной откачки продуктов пиролиза с постоянной скоростью находилось в пределах 5 - 25 мм рт.ст. При повышении давления в полости формы сверх 25 мм рт.ст,наблюдаются неодинаковая толщина вольфрамового Покрытия на участках 40 рабочей поверхности формы с различной пространственной ориентацией относительно направления потока паров карбонила вольфрама и местные выделения сажистого углерода на внутренней поверхности покрытия. При снижении давления в полости формы ниже 5 мм рт.ст. наблюдаются проникновение вольфрама внутрь формовочного материала, что уменьшает долю вольфрама, полезно используемого для формирования защитного покрытия на рабочей поверхности формы, и потери вольфрама в ви 45 50 де паров неразложившегося карбонила вольфрамаа. 55 Формы с вольфрамовым покрытием заливают сплавом ВТна вакуумной плавильпокрытия при одновременном повышении его равномерности на различных поверхностях формы для повышения качества отливок из тугоплавких металлов, преимущественно титана.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения покрытия из металла на рабочую поверхность формы процесс пиролиза карбонила вольфрама ведут в оптимальных условиях под давлением и температуре, т.е. пиролиз всдут, поддерживая давление в полости формы 5 -О 25 мм рт. ст,а температуру формы - 340 - 360 С.Технология способасостоит в следующем, Твердый карбонил вольфрама помещает-. ся в герметичный испаритель с независимым нагревателем и подогревается до 130 С, что обеспечивает давление пара в полости испарителя 110 мм, рт. ст. Испаритель стальной трубой - паропроводом - соединяется непосредственно с полостью формы. На паропроводе устанавливается запорный вентиль, . 20 позволяющий регулировать скорость истечения паров карбонила вольфрама. Форма помещается в вакуумной камере и снабжается индивидуальным нагревателем. Газ из вакуумной камеры отсасывается насосом. Скорость откачки камеры при давлении 25 мм рт. ст. 0,3 дм/с. После откачки до давления 1 - 2 мм рт,ст. форму подогревают до рабочей температуры (340 - 360 С), и открывают вентиль на паропроводе. Регулируя степень открытия вентиля, устанав- З 0 ливают необходимое давление в форме (например по ртутно-образному манометру) и проводят осаждение покрытия в течение фиксированного промежутка (при непрерывно работающем вакуумном насосе) времени, Причем удельный расход вводимогоРезультаты измерения толщины загрязненного слоя отливок приведены в таблице. Толщина загрязненного слоя,мм, на поверхности отливок,полученных в формах с фольфрамовым покрытием, нанесенным при остаточном давлении,мм рт. ст. Контрольнаяточка на поверхностиоливки,3-5 0,4 0,2 0,4 0,4 0,3 0,4 0,4 0,2 0,4 0,2 0,5 0,5 0,4 0,6 0,5 Оз 4 0,4 0,7 0,5 0,8 0,9 0,6 1)5 0,7 0,7 0,9 10 0,4 0,3 0,4 0,7 1,4 0,7 13 0,6 0,4 0,4 4 0,4 0,2 0,4 Средняя толщина 0,62 0,41 0,67 Среднееквадратноеотклонение 0)251 0)195 0,277 Из таблицы следует, что отливки, полученные в формах с защитным покрытием, которое наносилось при давлении 5 - 25 мм рт. ст., характеризуются наименьшей средней толщиной загрязненного слоя и наименьшей дисперсией отклонений толщины загрязненно-заливочной установке, На полученных отливках измеряют толщину загрязненного слоя на различных участках поверхности, соприкасающихся в процессе заливки и кристаллизации с рабочей поверхностью формы. Контрольные точки для оценки равномерности вольфрамового покрытия расположены в форме под углом 90, 180 и 270 относительно оси газового потока. Равномерность покрытия оценивается по величине загрязненности поверхностных слоев отливок.846092 Формула изобрегения Составитель В. Николаев Редактор М. Погориляк Техред А. Бойкас Корректор С. Корниенко Заказ 5329/17 Тираж 869 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР Ло делам изобретений и о 1 крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ного слоя на различных участках поверхности от среднего значения.Это позволяет считать, что при остаточном давлении 5 - 25 мм рт,ст, получается наиболее равномерное по толщине защитное покрытие на участках рабочей поверх ности, различно ориентированных относительно направления потока паров, причем это покрытие обладает лучшим комплексом защитных свойств.Применение предлагаемого способа в промышленности позволяет за счет уменьшения 10 загрязненного поверхностного слоя, подлежащего удалению механической обработкой, повысить коэффициент использования металла на 10 - 15% и снизить трудоемкость изготовления деталей из литых заготовок на 5 - 10 . Способ нанесения металлического покрытия на рабочую поверхность литейной формы, включающий нагрев формы, заполнение полости парообразным карбонилом металла и его фильтрациючерез стенки формы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения загрязнения металлического покрытия пироуглеродом и неравномерности толщины покрытия, повышения качества отливок из тугоплавких металлов, в качестве парообразного карбонила металла вводят пары карбонила вольфрама с удельным расходом, обеспечивающим давление в полости формы 5 - 25 мм рт. ст,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе