Способ защиты деталей от окисления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 э 992599 Союз СаветскикСоциал нстичесевРеса убаа К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(2) Заявлено 043131 (1) 322758 б/22-02Эс присоединением замаки йУ С 21 0 1/74 ГфсударствеяяыЯ веемт СССР яф делаю,йбретеяяЯ(23) Гриаритет Опубликовано 30,0183, Ьоллетеиь Йф 4 РЗ) УДК б 21. 78. .Об(088.8) Дата опубликования описания 30 Я 133 В.А. Лопатин, Ю.Ф,Клементьев, Б.В. Маркш, . и Н.В. Барашкова(54) СПОСОБ ЗИЦИТЫ ДВТАЛЕИ ОТ ОКИСЛВНИЯ Изобретение относится к термической обработке и может быть использО- вано для защиты от окисления металлов при термообработке или пайке в водороде твердыми припоями деталей и узлов, изготовленных из легированных сталей, например из нержавеющей стали.Известен способ защиты от окисления, обеэуглероживания и коробления деталей при термообработке,когда детали помещают в графитовый.стаканчик с Фиксацией положения мелкодисперсным порошком Стальком) С 1 3.Однако этот способ из-за высокого.газоотделения неприменйм для термической обработки деталей электро- вакуумных приборов и тем более непригоден для пайки деталей в печах.Известен способ защиты от окисления путем понижения, содержания кислорода в рабочей зоне эа счет совместного использования вакуума и па". ровлегкоиспаряемых элементов Г 2 3.В контейнер вместе с обрабатывае; мой деталью вводят некоторое количество.легковоэгоняемого металла илн металла с низкой температурой кипения, и после предварительной откачки воздуха производят нагрев контейнера. Приэтом в контейнере остается ограниченное количество кислорода,.определяемое внутренним объемом контейнера и остаточным давлением воздуха внем, В процессе нагреваконтейнера остаточный кислород окис-, ляет поверхность детали, если она не имеет достаточную защитную пленку. Образующиеся в пространстве камеры пары легковозгоняемого металла конденсируются на холодных стенках и связывают свободный кислород, имеющийся в камереВакуум способствует ускорению процесса испа рения металла. Поскольку парци ьное,давление кислорода в камере резко.снижается, происходит диссоциация пленки на поверхности паяемой дета-.20Однако эффективное использованиеданного способа возможно только в вакууме. Кроме того; необходимо произ, вбдить тщательный подбор всех .участ-.вующих в процессе компонентов, - защита.от окисления материалов с высоким.средством к кислороду малоэффективна.ФИзвестен также способ защиты отокисления путем создания локальной Зо восстановительной среды вокруг дета992599 Содер приме Вид обработки Углерод Кислород 0,005 0,030 0,015 0,060 Непропай Отсутствие смачивания 0,1600,0055 0,035 Спай качественный ли например в специальном контейнере водородной печи 3 1.В этом случае пайку и отжиг деталей из высокохромистых нержавеющих сталей осуществляют в специальном контейнере, встроенном в камеру печи, 5 и в контейнер подают остроосушенный водород с точкой росы минус 60-70 С, т.е, с пониженным содержанием кислорода, по сравнению с водородом в общем объеме печи.Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, требующего дорогостоящего и дефицитного оборудования для дополнительной тонкой очистки водоро да. Качество спая зависит от стабильной работы установки тонкой очистки водорода.Цель изобретения - повышение качества спая.20Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты от окисления, преимущественно иэ легированных сталей, при их термообработке, например пайке в газовых средах, включающем создание локальной восстановительной среды вокруг детали, создают путем помещения детали с зазором в оправку иэ стали с содержанием углерода 0,3-2 мас,.За счет реакции между углеродом оправки и водородом и кислородом в узком зазоре вокруг детали 1-10 мм создается микрозона с пониженным содержанием кислорода по сравнению с содержанием его в общем объеме печи. Нагрев производится в атмосфере водо рода, причем используется водород обычной очистки.Увеличение зазора между оправкой и деталью, а также содержание угле О рода в оправке менее 0,3 приводит к увеличению содержания кислорода в микрозоне, и, как следствие, к окислению поверхности детали. Содержание углерода в оправке свыше 2,0 45 приводит к науглераживанию детали. Исходная деталь после электрополировки поверхностиПайка в сухом водороде (по технологии прототипа)Пайка в водороде, деталь располагают вне оправкиПайка в водороде по предлагаемой техноло- гии На чертеже показано устройство дляосуществления способа.П р и м е р. Из углеродистой стали, например Ст-З, изготавливаюттакую оправку, которая обеспечиваетобразование узкого зазора не более10 мм между стенками узла и оправки,Затем собирают паяемый узел и размещают его в оправке так, как показано на чертежеВ приведенном примереоправка состоит из двух деталей;прижима 1 и корпуса 2, Стакан 3 и ди.афрагма 4 (паяемый узел) изготовленыиз стали ОООХ 18 Н 9. Детали узла паяютмедным припоем 5, Керамические кольца 6.и 7 обеспечивают необходимыйзазор между элементами оправки и паяемого узла. Процесс пайки проводятпо известным режимам, обычно используемым при пайке медью деталей из не легированных сталей при 1100 С. Оправка может быть использована многократно. В таблице показано изменениесодержания кислорода, углерода и качества спая после термообработки(пайки) при 1100 С тремя способами:в контейнере с тонкой очисткой водорода (технология прототипа), В печис обычной очисткой водорода вне контейнера и в той же печи по предлагаемой технологии, когда деталь находится воправке. В последнем случае отмечается надежное соединение деталей вузлах, хорошее растекание меди по поверхности нержавеющей стали маркиОООХ 18 Н 9 и отсутствие окисления и на-сыщения углеродом, все это и приводит к повышению качества спая,Предлагаемый способ позволяет получить высококачественные спаи актчвных материалов, которые в обычныхусловиях спаять не удавалось, и снизить стоимость технологического процесса на 11000 руб, на каждую единицу технологического оборудования засчет сокращения затрат на сложную аппаратуру для тонкой очистки водорода, что ведет к удешевлению процесса,жание Качествосей,спая992599 нейиее Ю Составитель С.Подгурскийедактор Н.Ковалева Техред Ж.Кастелевич Корректор енц Подписета СССРрытийнаб., д. 4/5 Заказ 375/32 . Тираж 566 ВНИИПИ ГосударственноГо коми по делам изобретений и отк 113035 р Москва, Ж, Раушскаялиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная,Формула изобретенияСпособ защиты деталей от окисле.ния, преимущественно из легированныхсталей, при их термообработне, например пайке в газовых средах,включающий создание локальной восстановительной среды вокруг детали, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества деталей,локальную восстановительную среду соз;,дают путем помещения детали с зазором в оправку из стали с содержаниемуглерода 0,3-2 мас.Ъ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 6Авторское свидетельство СССР В 293853;кл. С 21 0 9/22 1969. 2, Есенберлнн Р.Е. Пайка и терми" ческая обработка деталей в газовой среде и в вакууме. Л., "Машиностроение", 1972,3. Лабецкий В.В., Лебедев Н.й.,Меньшиков А.В. Водородная двухколпа- Ю новая печь пайки и отжига деталейвысокохромистых нержавеющих сталей.