Способ комплексного диффузионного насыщения изделий из железоуглеродистых сплавов

 

Сущность изобретения: изделия из железоуглеродистых сплавов подвергают меднению путем химического осаждения из раствора сульфата меди и диффузионной металлизации сначала при температуре 1050 - 1100°С с выдержкой 10 - 15 мин, затем - при температуре 800 - 900°С с выдержкой 2 - 4 ч в порошковой смеси следующего состава, мас.%: двуфтористая медь 5 - 15; двуфтористый свинец 5 - 15; порошок титана остальное. 1 табл.

Изобретение относится к технике получения покрытий, а именно к химико-термической обработке деталей из железо- углеродистых сплавов, и может быть использовано для повышения долговечности деталей, работающих в условиях интенсивного коррозионного и эрозионного изнашивания поверхностей, а также для восстановления вышеназванных деталей.

Известен способ получения комплексных диффузионных покрытий на изделиях из сплавов на основе железа, при котором на обрабатываемое изделие наносится слой алюминия электрометаллизатором, затем в отвакуумированном реакторе в течение 3-4 ч проводится диффузионный отжиг при 950^оС до получения в поверхностном слое концентрации алюминия 2,5-4% после чего изделие охлаждается, пересыпается губчатым титаном с добавкой активатора (фторид натрия, хлорид аммония), повторно нагревается до 950^оС в отвакуумированной реторте и выдерживается 4 ч (авт.св. N 969781).

Недостатками данного способа являются длительность и энергоемкость процесса, необходимость в сложном оборудовании. Данный процесс не обеспечивает восстановления размеров изношенных деталей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ комплексной химико-терми- ческой обработки стальных изделий, включающий меднение при 1090-1150^оС в течение 15-20 мин в смеси, содержащей однохлорную медь и инертный наполнитель, и последующую диффузионную металлизацию при 600-900^оС в смеси, содержащей цинк, двуххлористое олово, хлористый аммоний, хлористый калий и окись алюминия [1] Недостатком данного способа является малая глубина диффузионного слоя. Покрытия, полученные данным способом, не обеспечивают восстановления размеров изношенных деталей.

Цель изобретения увеличение глубины диффузионного слоя, его микротвердости, а также возможности восстановления размеров изношенных деталей.

Это достигается тем, что перед диффузионной металлизацией проводят меднение изделий путем химического осаждения меди из раствора сульфата меди, а диффузионную металлизацию проводят сначала при температуре 1050-1100^оС с выдержкой 10-15 мин, а затем при температуре 800-900^оС с выдержкой 2-4 ч, причем диффузионную металлизацию ведут в смеси, содержащей порошок титана, двуфтористую медь и двуфтористый свинец при следующем соотношении компонентов, мас. Двуфтористая медь 5-15 Двуфтористый свинец 5-15 Порошок титана Остальное П р и м е р. Для экспериментальной проверки заявляемого способа были приготовлены смеси указанных составов. На образцы из стали У10 осаждали слой меди химичеcким cпоcобом из раcтвора cульфата меди. Комплексную диффузионную металлизацию проводили в стальных контейнерах. Образцы засыпали указанными смесями, контейнер устанавливали в печь, предварительно прогретую до температуры 1050-1100^оС, выдерживали 10-15 мин, затем температуру понижали до 800-900^оС и выдерживали при этой температуре 2-4 ч. После отключения печи контейнер охлаждали на воздухе до комнатной температуры и извлекали образцы.

После насыщения производили металлографический анализ и контроль изменения линейных размеров образцов, обработанных известным и предлагаемым способом. Результаты испытаний приведены в таблице.

Проведенные испытания показали, что увеличение размеров цилиндрических образцов с начальным диаметром 25 мм составило 0,2-0,3 мм. Глубина диффузионного слоя, полученного предлагаемым способом, больше в 1,6-1,8 раза, а микротвердость в 1,8-2,2 раза по сравнению с известными. Применение предлагаемого способа позволяет повысить долговечность деталей, работающих в условиях повышенного корро- зионного и эрозионного изнашивания поверхностей, а также способ используется для восстановления этих деталей.

Формула изобретения

СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ, включающий меднение и последующую диффузионную металлизацию в порошковой смеси, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины диффузионного слоя, его микротвердости, а также возможности восстановления размеров изношенных изделий, меднение проводят путем химического осаждения из раствора сульфата меди, а диффузионную металлизацию проводят сначала при 1050 1100^oС с выдержкой 10 15 мин, затем при 800 900^oС с выдержкой 2 4 ч, причем диффузионную металлизацию ведут в смеси, содержащей следующие компоненты, мас.

Двуфтористая медь 5 15 Двуфтористый свинец 5 15 Порошок титана Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1