Способ приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлических изделий в порошковых средах, и может быть использовано в приборостроительной, авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение насыщающей способности смесей. Способ включает получение и введение наполнителя в насыщающий металлический порошок путем его парооксидирования при температурах выше 100°С и ниже температуры плавления материала порошка.

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 8/06 д, э(чбтр

ГГс

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4417373/23-02 (22) 27,04 ° 88 (46) 07.01.90. Бюл, ¹ 1 (71) Челябинский филиал Научно-производственного объединения по технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения (72) Р.Г.Галин, А,И.Шейнкман, Л.Г,Ворошнин, В,В,Остряков,Б.Н,Лунегов и О,В.Храбрых (53) 621,78.067.5(088.8) (56) Способ приготовления смесей для диффузионного насыщения., Химико-термическая обработка металлов и сплавов./ Справочник под ред,Л,С.Ляховича. — М.: Металлургия, 1981, с,147, 168-169.

Изобретение относится к металлургии.и, в частности, к химико-термической обрабоч ке стальных изделий в порошковых средах и может быть использовано для интенсификации процесса химико-термической обработки иэделий, применяемых в приборостроп ительной, авиационной, машиностроительной и других областях техники.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности смесей.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий, включающем получение и введение наполнителя в металлический порошок, получение и введение наполнителя в металлический порошок осуществляют путем парооксидирования металлического порошка при

„„SU„„1534091 А 1

2 (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ ДЛЯ

ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлических изделий в порошковых средах, и может быть использовано,B приборостроительной, авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение насыщающей способности смесей. Способ включает получение и введение наполнителя в насыщающий металлический порошок путем его парооксидирования при температурах выше 100 С и ниже температуры плавления материала порошка.1 табл, температурах выше 100 С и ниже температуры плавления материала порошка.

В процессе парооксидирования металлических порошков в укаэанном интервале температур на поверхности частиц порошков образуются оксо-гидроксидные соединения, которые, выполняя роль наполнителя, препятствуют спеканию и сплавлению порошка при нагреве полученндй смеси выше температуры плавления материала порошка, что хорошо видно иэ приведенной микрофотографии поверхности частиц порошка цинка после парооксидирования с увеличением в 30000 раз. При этом положительный эффект отсутствие спекания смеси достигается уже при количестве оксогидроксидных соединений, равном 5-10Х от общего количества смеси, В процессе парооксидирова15 34091 нин разложение поверхностных соединений при прогреве смеси до температуры диффузионного насыщения и в ходе дальнейшей выдержки сопровождается выделением водорода, что создает восстановительную атмосферу в контейнере, в котором проводится насыщение.

Наличие восстановительной атмосферы и малые концентрации инертных напол- 10 кителей, т.е, большое содержание цинка в насыщающей смеси,, приводят к повышению насыщающей способности смесей.

Парооксидирование порошка при 35 температуре ниже 100 С не приводит к образованию оксо-гидроксидного слоя, обеспечивающего устойчивость частиц порошка против слияния н спекания, Парооксидирование выше температуры 20 плавления материала порошка также не дает положительного эффекта, так как из-за отсутствия оксо-гидроксидного слоя в процессе прогрева порошка до температур, лежащих вблизи и выше 25 температуры плавления, частицы порошка начинают сливаться и спекаться„

Для проведения пароаксидирования металлического порошка пс предлагаемому способу в контейнер с порошком, нагретым до температуры обработки, вводится пар иэ паропровода. Для исключения подсоса воздуха в контейнере поддерживается избыточное давление ° Время парооксидирования определяется количеством порошка в контейнере и режимом подвода пара из паропровода, В приведенных экспериментах время парооксидирования порошка в количестве 10 кг составляет 10-20 мин: ° gp

Предлагаемый .способ получения порошковых смесей для диффузионного насыщения используют при .получении смесей для алитирования и цинкования сталей, Порошки алюминия и цинка 45 соответствуют маркам ПА-4 и ПЦ-4.

Сравнение насыщающей спо=îáíîñòè известных и предлагаемьи алитирующих смесей проводят путем диффузионного алитирования стали 45, смесей для цинков ания низкоуглеродистой (0,2Х С) стали °

Диффузионное насыщение иэ насыщающих смесей проводят под плавким затвором.

Результаты провед нных экспериментов по исследованию насыщающей способности смесей, полученных известным способом и путем парооксидирования порошка приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа приготовления смесей для диффузионного насыщения обеспечивает возможность интенсификации процесса.диффузионного насыщения в широком интервале температур (увеличение толщины диффузионных покрытий в 1,2-5,0 раз, при одном и том же времени насыщения), получение однородной смеси, предотвращающее возможное расслоение, .наблюдаемое у смесей, приготавливаемых известным способом,. Образование восстановительной атмосферы при использовании смеси, приготовленной предлагаемым способом,.позволяет проводить насыщение детапей без предварительного травления поверхности °

Формула из обретения

Способ приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий, включающий получение и введение наполнителя в металлический порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности смесей, получение и введение наполнителя осуществляют путем парооксидирования металлического порошка при температурах выше 100 С и ниже температуры плавления материала порошка.

1534091

Толщина диффузионного

Состояние порошка (и зменение агпокрытия! MKM регатноГо сос тояния) Известный способ

900 120

Не измени- 40 лось

70X Al o+ н

11

25Х Si0 +

+ 75X Zn

Алюминий 85 тиц порошка, налипание на поверхность детали

То же

Не измени60

850

105

160 лось

То же 180

1!

11» 120

Сплавление и тиц порошка

То же

Не изменилосв 200

То же 250

Сплавление и

Цинк

+ЗОБ СаА1 +

+ 23 % С1 (от массы смеси) И

«I и

11

670

1100

Пр едл аг аемый

850

850 °

850

460

240

240 способ

120 .60

То же и»

«11

1!

11

1t !!

1(»

II

Сплавление и спекание часспекание чассп ек а ни е ча стиц порошка, 70

380

230

1534091

Продолжение таблицы налип ание на

460

105

460 лось

То же

185

140

120

90.

Сплавление и спекание частиц порошка

То же

Не измени- 110

500

250

Составитель Н,Рыжов

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Бескид

Редактор Н.Гунько

Заказ 24

Тираж 793 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

425

250

460

540

-60

240 поверхность детали

То же

Не изменилось

То же

Il

II

It

1/О

280