Способ диффузионного цинкования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (11) зсю С 23 С 9/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯЛИ"У-й ЕХЗЬСТВ АВТОРСКОМУ СВИД 580280/25.04.833.12.84.(56 зион талл е 21) 22) 46) 72) .П, ик 71) кий Всесоюзныи научно-исследовательэкспериментально-конструкторинститут электробытовых машин иров621.793.6(088.8)1, Проскурин Е.В. и др. Диффуые цинковые покрытия. М., "Мергия", 1972, с. 240-243.,То же, с. 45-48,(54)(57) СПОСОБВАНИЯ, включающинер насьпцающейгрев и выдержкуродной среде, ос я тем, что, с ции и упрощения ную среду создательной загрузкгидрида титанасмеси. ИОННОГО ЦИНКО- узку в контейизделий нао0-600 С в водо чающий- интенсификаогии, водородм предваритейнер 3-19 ы насыщающей1130620 де 2 Д . Таблица Металлический цинкОкись алюминия 2 То же Изобретение относится к химико- термической обработке стальных изделий, в частности к диффузионному цинкованию, и может быть использовано в машиностроении для обработки деталей, работающих в агрессивных средах. Известен способ диффузионного цин кования, включающий загрузку изделий 10 в контейнер с порошковой насьпцающей смесью, герметизацию контейнера плавким затвором, загрузку контейнера в печь, нагретую до 350-400 С, выОдержку в течение 1-2 ч и .охлаждение, 15 В качестве порошковой: насьпцающей сме" си используют смесь металлического, цинка (5-90 мас.%) и окиси алюминия (10-95 мас.%), или смесь, содержащую 40-50 мас,% металлического цинка, 20 40-50 мас,% окиси цинка, не более 0,5 мас.% примесей других металлов и остальное - окись алюминия 1 . Недостатком этого способаявля ется сложность и трудоемкость, так как процесс цинкования осуществляется в герметичных объемах с применением герметизирующего затвора для предотвращения от окисления насьпцающего элемента (цинка) в его окись (окись цинка) . Кроме того, процесс на. сыщения при температурах ниже точки плавления цинка увеличивает время процесса насьпцения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ диффу. зионного цинкования стальных изделий путем их погружения в контейнер с 40 порошковой насьпцающей смесью и выдержки в нем при температурах насьпцения 450-600 С в восстановительной сре При- Состав насьпцающей смеси,мер мас.% 3Известный способ малопроизводите лен.Восстановителэное воздействие на 1поверхность покрываемого металла инаносимого материала оказывает водородная атмосфера, Перед использованием водород сушат, а затем тщательно очищают, пропуская через слойомедных опилок, нагретых до 600 С,После этого водород снова сушат при помощи концентрированной серной кислоты, апоследние следы влаги удаляют Р О.Недостатком цинкования в токе водорода является его сложность и необходимость применения специальнойустановки,Цель изобретения - интенсификацияи упрощение технологии.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу диффузионногоцинкования, включающему загрузку вконтейнер насьпцающей смеси и изделий,онагрев и выдержку при 450-600 С в во;дородной среде, последнюю создают пу.тем предварительной загрузки в контейнер 3-19% гидрида титана от массы насыщающей смеси.П р и м е р ы 1-6, Для осуществле.ния способа диффузионного цинкованияна дно контейнера из стали типаВХ 18 Н 1 ОТ помещают навеску гидрида титана из расчета 3-19% от массы насыщающей смеси. Затем берут насьпцающуюсмесь, состоящую из порошков металлического цинка (5 мас.%) и окисиалюминия (95 мас.%) и насыпают сверхуслой гидрида титана толщиной не менее 15 мм. После этого в контейнерпомещают образец из ст. 3 и засыпаютего указанной насьпцающей смесью собразованием надобразцом слоя толщиной не менее 25-30 мм. Количествогидрида титана, используемого в примерах, в процентах к весу насьпцающей смеси приведено в табл. 1,Количество гидрида титана,в % от массы насьпцающейсмеси0 50 ИзвестныйОкись алюминия 50 Подготовленный таким образом кон"тейнер помещают в любую известнуюэлектропечь, например СНОЛ или СНЗ, 20нагретую до 450-600 С,и выдерживаютв ней 1,0 ч. После этого контейнер вынимают иэ печи и охлаждают на воздухе. 25При нагреве контейнера со смесью и образцом свыше 420 С гидрид титанао.постепенно разлагается с выделением газообразного водорода Н. Выделившийся водород вытесняет из контейнера ЗО воздух и тем самым создает восста" новительную среду и препятствует окислению цинка и обрабатываемой поТаблица 2 При,мер Толщина покрытия, мкмПримечание 400 500 Покрытия не образуется 400 Покрытие равномер"ное 500 50 600 90 400 20-25 450 Состав насыщающей смеси, мас.й 6Металлический цинк е Температура,Продолжитело ностьКоличество. гидрида титана,в 3 от массы насыщающейсмеси 4:рид титана воздействует на сам про,цесс диффузионного цинкования, Онспособствует более быстромУ протеканию диффузионных процессов,.что.непо" средственно оказывает влияние на тоЛ- щину и качество диффузионного цинко" вого покрытия.В табл. 2 приведены сравнительные данные металлографического анализа, проведенного на микроскопе МИР, о толщине и качестве цинковых покрытий, полученных в зависимости от температуры насыщения и количества гидрида титана по преддагаемому и известному способам. Покрытия не образуется Покрьгтие неравномерноепо толщине, есть участки окисленной поверхности То жеПокрытие не образуется Покрытие неравномерное1130620 Продолжение табл.2 При" мер Толщина покрытиямкм Продолжительность ч тура,Приечание 60-65 Покрытие равномерное 500,3 600 110 То же Покрытия не образуется 400 Покрытие равномерноеСлой. хрупкий, естьсколы слоя. 500 Покрытие не образуется 400 20 Покрытие равномерное 450 150-16040-45 То же 500 Покрытие неравномерное 6 Извест- ный Покрытие равномерное 110 480 Составитель Р. КлыковаТехред А,Кикемеэей Корректор О. Луговая, Редактор Н, Яцола Заказ 9585/23 Тираж 899 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Иэ табл. 2 видно, что процесс диффузионного цинкования при отсутствии гидрида титана идет слабо или З не идет вообще. Диффузионная смесь и насьпцаемая поверхность окисляется и смесь не может быть использована для повторного насьпцения.ввиду окисления цинка в окись цинка. 40Использование гидрида титана для диффузионного цинкования в количествах менее трех и более 193 от массы насьпцающей смеси нецелесообразно, так как при меньших его количествах не 45 обеспечивается получение сплошных и равномерных покрытий, а нри больших 1его количествах не обеспечивается сохранение свойств покрытия из-за его хрупкости и сколов с изделия, что делает невозможным использование покрытий в качестве защитных. Оптимальное количество гидрида титана составляет 107 от массы насыщающей смеси.Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого способа получен в результате повышения производительности и упрощения технологии, Кроме того, использование предлагаемого способа не требует специального оборудования.