Способ получения покрытий на изделиях из титана и его сплавов

 

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий из титана и его сплавов и используется для защиты изделий от высокотемпературной коррозии в машиностроительной, химической, авиационной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение жаростойкости защитных покрытий и их стойкости в условиях термоциклирования. Способ предусматривает диффузионное насыщение изделий молибденом и кремнием в две стадии: I - молибденирование в порошковой смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: молибден 13-17, титан 13-17, фтористый алюминий 1-3, окись алюминия остальное, при 850-950°С в течение 4-8 ч

II - силицирование в известных составах по известным режимам. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(4ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (П) (51)4 С 23 С 10/58! rEaeмИ

)P!lyly i y $ If Iò . I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 тана и его сплавов и используется для защиты иэделий от высокотемпературной коррозии в машиностроительной, химической, авиационной отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение жаростойкости защитных покрытий и их стойкости в условиях термоциклирования. Способ предусматривает диффузионное насыщение иэделий молибденом и кремнием в две стадии: I — молибденирование в порошковой смеси при следующем соотношении компонентов, мас.7: молибден 13 — 17, титан 13-17, фтористый алюминий 1-3, окись алюминия остальное, — при 850-950 С в те-. чение. 4-8 ч; II — силицирование в известных составах по известным режимам.

2 табл.

Порошок молибдена — основной диффундирующий элемент при проведении подготовительной операции, источник активных атомов молибдена, в процессе проведения окончатепьной операции силицирования легирует образующиеся силициды титана, повышает самозалечнвающие свойства защитного покрытия, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР l (21) 4371710/31-02 (22) 17.11.87 (46) 30.11.89. Бюл. Р 44 (71) Белорусский политехнический институт (72) Л.Г. Ворошнин, Б.И. Хусид, Ю.Г. Борисов, С.Е. Ващев, А.В. Ломако и Б Б. Хина (53) 621.785.5.06(088.8) (56) Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. Г1.:

Металлургия, 1981, с. 424.

Там же. с. 367. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА

ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке изделий из тиИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для защиты изделий иэ титановых сплавов от высокотемпературной коррозии в машиностроительной, химической, авиационной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение жаростойкости защитных покрытий и их стойкости в условиях термоциклирования.

Поставленная цель достигается тем, что диффузионное насыщение молибденом и кремнием проводят в две стадии:

I. Диффузионное насыщение молибдео ном при температуре 850-950 С в течение 4-8 ч в порошкообраэной среде, содержащей молибден, титан, фтористый алюминий, окись алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.т.:

Молибден 13-17

Титан 13-17

Фтористый алюминий 1-3

Окись алюминия Остальное

Функциональное назначение используемых компонентов.

1525234

Способ

Толцина снпнциров. слоя, нкм

Резин ХТО

Состав снеси, нас.Z

1 о Т1 A1РЗ 41т03

Известньй

Предлагаемый

2

$0 2 48

1000 6 42-46

Силицирование

11 и

Иопибденироваиие

13 17 1,0 69,0

15 15 2>0 68,0

17 13 3,0 67,0 я и и н

II я

12-18

22-24

30-36

950

42-44

46-50

46-50 уменьшает хрупкость силицированного слоя °

Порошок титана — вещество стабилиэатор с1-твердого раствора молибдена

В титане, снижает хоупкость и пористость молибденированного слоя.

Ллюминий фтористый (A1F ) — акти3 виэатор процесса диффузионного насыщения.

Окись алюминия (А120з) — балластный раэбавитель для предотвращения спекания смеси.

II. После обработки иэделий в сме- . си для диффузионной металлизации (мо- 15 либденирования) проводят окончательную операцию " диффузионное силицирование 13 порошкообраэных смесях известных составов.

П р и и е р. Иолибденирование образцов стандартного размера из титанового сплава ОТ4 проводили на униве88 сальном термическом оборудовании в контей11ерах, гермет31зиро13анных плавкими затворами, при 800-!000 С в тече-2с ние 2-10 ч в различных по количеству входящих компонентов составах. Получили диффузионные слои толщиной 580 мкм твердого раствора молибдена

1) - 30

Окончательную операцию — диффузионное сипицирование осуществляли в порошкообразнп1х смесях известного сост11ва, содержащих, Е: элементарный крел11111л - 50; фторчстый алюминий 2; окись алюминия — остальное, — при 35

1000 С в течение 6 ч.

Процесс силицирования проводили на универсальном термическом оборудовании в контейнерах, герметизированных плавкими затворами. Толщина силн- 40 цированного слоя достигала 40-50 мкм (табл. 1)..

Подготовительная операция

Толщина тв.р-ра, Состав смеси, мас.2 мкм

Образцы иэ сплава ОТ4 с защитными покрытиями, полученными по известному и предлагаемому способам, испытывали на жаростойкость при 700, 800, 900 С в течение 50 ч согласно известной методике, Испытания на термостойкость покрытий в условиях термических ударов проводили по схеме: нагрев образцов в течение 5 мин в печи, разогуетой до 1200 С, затем Охлаждение на воздухе в течение 5 мин и т.д. Критерием термостойкости служила долговечность покрытий — количество циклов, испытаний до потери защитных свойств.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Использование предлагаемого способа ХТО титановых сплавов приводит к формированию диффузионных слоев, состоящих, преимущественно, иэ дисилицида титана, легированного молибдеНОМт ОбЛаДВЮЩИХ ВЫСОКИМИ ЗЯЩИТНЫМИ

СВОЙСТВRMH °

Формула изобретения

Способ получения покрытий на иэделиях из титана и его сплавов, включающий термодиффузионное молибденосилнцирование, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости защитных покрытий и их стойкости В условиях термоциклирования, процесс молибденосилицирования проводят в две стадии: на первой стадии молибденирование при 850-950ОС в течение

4-8 ч в порошковой среде, содержащей, мас.Х: молибден 13-17, титан 13-17, фтористый алюминий 1-.3, окись алюминия остальное, а на второй стадии проводят силицирование, Таблица 1

)525234

Таблица 2

Жаростойкость после 50 ч испытаний, г/м

Способ

800 С 900 С

700 С

)3

282

250

8

23

)8

93

82

) 04

450

Составитель Е. Кашкарова

Редактор Л. Веселовская Техред g,0лийнык Корректор С. Шекмар

Заказ 7)89/2) Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Известный

Предлагаемый

2

Термостойкость при циклироваиии с )200 С, количество циклов до раэрувения