Способ химико-термической обработки металлов и сплавов

Союз Советски кСоциапнсткческнкРеспублик О П И С А Н И Е 74 О 862ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУь(22)Заявлено 12.01.78(21) 2568908/22-02 (5 )щ с присоединением заявки Эй 2568907/02(23) П риорнтет С 23 С О/10 Гооудерстввииый комитет оо делан изобретений и открытий(72) Авторы нзобретення С. В. Рыбаков, В. Ф. Шатинский и М. С. Гойхман физико-механический институт АН Украинской ССРИзобретение относится к области хи,мико-термической обработки металлови сплавов для получения однослойных имногослойных защитных и декоративныхпокрытий на металлах и сплавах, оно5может найти применение в энергетической, авиационной, электротехнической,химической, ювелирной промышленностии в приборостроении для получения защитных покрытий.Известен способ получения диффузионных покрытий из транспортного легкоплавкого расплава, содержащего порошкилегирующего компонента при 800-900 С 1 .Известен также способ получения неметаллах и сплавах затцитно-декоративвыкпокрытий драгоценными метатлами путем иэотермического переноса массы врвоплаве нвтркя 2, целью уменьшения расхода драгоценного металла при нанесении покрытияи получения более равномерного и. качественного защитно-декоративного диффузионного слоя серебра и платины на ме ди и армко-жепезе процесс ведут в ампулах, расположенных под углом 30 к горизонту и вращающихся вокруг своей осн со скоростью 100 .об/мин прн 430-470 С и 630-670 С для меди и армко-железа соответственно в течение 5-6 ч. С целью зкономии драгметалла в расплав натрия вводят не более 0,3 вес.% диффундирующего компонента от веса транспортного расплава при отсутствии катализатора. Процесс осуществляют в ампулах иэ нитридокремниевой керамика, обладающей нулевым углом смачивания по отношению к расалаву натрия и химической инертностью по отношению к серебру и платине.Однако при известных способах не- возможно подучить иэ одного расплава многослойное покрытие, т.е. для нанесения многослойного покрытия необходи-. мо последовательно повторять процессы диффузионного насыщения, что усложняет тахнопот;ию и увеличивает время обра.,ботки. Кроме того, в расплав вводят0862 5 10 -15 20 25 30 35 40 45 50 тия при более низких температурах и меньшей затрате времени. 3 74 чистые металлы при отсутствии каталис затора, поэтому процесс обработки длителен и нетехнологичен.Целью изобретения является получение многослойных диффузионных покрытий на металлах и сплавах иэ одной ванны расплава легкоплавкого металла, например из расплава натрия, а также снижение температуры насыщения и уменьшение времени обработки, причем обеспечивается нанесение диффузионных слоев металлов в необходимой последовательности. Цель достигается тем, что в транспорт ный расплав вводят по 0,3 вес,% соединений наносимых металлов со значитель ной разницей в температурах диссоциациио(не менее 50 С). Процесс диффузионного насыщения ведут ступенчато, повышая температуру выше температуры диссоциации соединения металла, наносимого на данном этапе, но ниже температуры диссоциации соединения металла, наносимого следующим слоем. На каждой температурной ступени делают выдержку для формирования необходимого по толщине очередного слоя покрытия. Подбирая соединения металлов таким образом, чтобы их температура диссоциации повышалась в той же поспедовательности, что и необходимый порядок нанесения слоев металлов, получают многослойные покрытия с наперед заданным чередованием слоев наносимых металлов.П р и м е р 1. Наносят на армкожелезо многослойное покрытие, содержащее медь, серебро и кадмий. В рас.- плав натрия вводят по 0,3 вес% Со 8 (температура диссоциации 300 С) Ад 3 (температура диссоциации 500 С) и Сс 30о(температура диссоциации выше 900 С) и процесс ведут ступенчато: при выдержоке в течение 5 ч при 500 С происходит осаждение слоя меди на армко-железео при увеличении температуры до 600 С и выдержке в течение 5 ч осаждается слой серебра, при увеличении темпераотуры до 1000 С и последующей выдержке в течение 5 ч происходит нанесение слоя кадмия. Общая толщины полученного многослойного диффузионного покрытия около 150 мкм.П р и м е р 2. Наносят многослой-. ное покрьггие на армко-железо иэ меди, серебра и платины с заданной последовательностью слоев этих металлов, а именно:а) первый слой иэ меди, второй из серебра, третий (наружный) из платины. В расплав натрия вводят по 0,3 весЛо Си 5 (температура диссоциации 220 С),о АцСМ(температура диссоциации 320 С) и РЩ (температура диссоциации 370 С). Процесс проводят ступенчато" при 300, 350 и 500 С с выдержкой на каждойотемпературной ступени в течение 5 ч. В результате получают многослойное покрытие медь-серебро-платина обшей толщиной более 80 мкм;б) получают многослойное покрытие, в котором первый слой медь, второй платина и третий (наружный) серебро. Зля этого в расплав натрия вводят по 0,3 весЛ Со Й(температура диссоциации 300 С),Р 1 СК,(температура диссоциации 370 С) и Дг 3 (температура диссоциации 550 С) и выдерживают при 320, 500 и 570 оС по 5 ч. Получаемое таким образом покрытие имеет толщину более 100 мкм и заданное чередование нанесенных слоев металлов.Предлагаемый способ позволяет получать ряд различных многослойных покрытий, а при нанесении однослойного покрытия, введение вместо чистого метелла в расплав его соединений также обеспечивает положительный эффект- снижение температуры насыщения и уменьшение времени обработки.Параметры процессов получения некоторых диффузионных многослойных покрьггий приведены в табл. 1.Параметры проведения процессов насыщения при нанесении однослойных диффузионных покрытий приведены в табл. 2. Из представленных данных можно сделать вывод, что на металлах и сплавах предлагаемым способом можно патучить одно-, двух- и трехслойные покры740862 5 Таблица 1 Со йДД550Сс 30 900СО 5 220АдСМ 320РСС, 370Со. К 300РАИСЕ, 370А 3 550К С 0Сд О 900СЙСО 360КСт О, 500 500 600 1000 300 350 Ац Р 500 320 500 570 800 1000 490 900 РАСС 370 Ке 2 О 7 600 Сплавы на осно- Р 1 ве НЬ или фо щ 550 1000 ЫАЕН, 125 1 Н 410 400 То нсе 900 4 10 100 590"ф 20 у 600 ЬЕ(йЗНР 200 ЕО.т, 600 1000 Ве 590 Ке 1000 Ренсимы нанесения покрьггий из расплава натрия7 740862 8Таблица 2 Режим нанесения пркрытнй из расплава натрия 0 рсе То же 50 00 е О 90 1000 К СО 0 00 Агн,Мь СО, 5 00 900 00 1000 00 10 5 1200 5 Сплавы наосновеЮЗ и МФо еО 600 0 Р р 1 с Ь 1 А370 00 0 о же се,0 400 100 Ая Агсм 4 СО,лату То же 20 4 20 70 4 Подписное ираж 107 НИИПИ Заказ 3160 ектная, 4 иал ППП Патентф, г, Ужгород,мРЬ Р 1 СР Формула изобретения Способ химико-термической обработки металлов и сплавов, включающий диф фуэионное насыщение при непрерывном перемешивании расплава натрия, содержащего элементы наносимого покрытия, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с цепью получения многослойных диффузионных покрытий различных металлов из одного жидкометаллического расплава, а также снижения температуры обработки и уменьшения длительности процесса,в расплав вводяг по 0,3 вес.% соединений наносимых элементов, термическидиссоциирующих при различных температурах, и в процессе диффузионного насыщения температуру обработки ступенча-,то повышают до температур насыщенияс выдержкой при этих температурах.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 280188, кл. С 23 С 9/10, 1968.2, Авторское свидетельство СССРМ 582329, кп, С 23 С 9/10, 1975.