Способ упрочнения электроосажденных железохромистых покрытий нитроцементацией

Авторы патента:

Серебровская Людмила Николаевна (RU)

C23C28/02 - только покрытий из металлического материала

Владельцы патента RU 2524294:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области упрочнения электроосажденного железохромистого покрытия нитроцементацией, применяемого для восстановленных поверхностей стальных деталей. Осуществляют нитроцементацию электроосажденного слоя железохромистого покрытия в течение 1-4 ч при температуре 600-650°С с использованием пасты следующего состава, мас.%: желтая кровяная соль 40, углекислый натрий 10, углекислый кальций 5, сажа 45. Обеспечивается повышение микротвердости и износостойкости стальных деталей.

Известен способ электролитического осаждения сплава железо-хром из электролита, содержащего хлорид железа, соль хромовой кислоты, лимонную кислоту.

Процесс осаждения покрытия на изношенные поверхности проходит на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии 1,2-6 при температуре 20-40°С и интервале катодных плотностей тока 20-40 А/дм²(Патент на изобретение №2285065, МПК С25D 3/56, Электролит для осаждения покрытия. Авт. Серебровский В.И., Коняев Н.В. и Колмыков Д.В.). Недостатком данного способа является недостаточно высокая микротвердость поверхности, не превышающая 8500 МПа, что в ряде случаев является причиной низкой износостойкости покрытий. Повышение микротвердости, износостойкости и других эксплуатационных свойств покрытий может быть достигнуто их химико-термической обработкой.

За прототип взят способ упрочнения поверхностей стальных деталей химико-термической обработкой - твердым цианированием (Прженосил Б. Нитроцементация. - М.: Машиностроение, 1969. - 212 с). Твердое цианирование выполняется с использованием желтой кровяной соли K₄Fe(CN)₆ при температуре 450-800°С. Полученные упрочненные слои обладают высокой микротвердостью и износостойкостью.

Для получения повышенной твердости и износостойкости восстановленных поверхностей стальных деталей на уровне среднеуглеродистой закаленной стали предлагается способ упрочнения электролитического железохромистого покрытия химико-термической обработкой - нитроцементацией.

Новым является то, что нитроцементации подвергается электроосажденный слой железохромистого покрытия. Температура цианирования изменялась в пределах 600-650°С. Этот интервал обусловлен тем, что при температуре ниже 600°С не происходит образования карбонитридов хрома, а выше температуры 650°С материал резко снижает прочностные характеристики из-за увеличения хрупкости. Длительность процесса составляла 1-4 часов. Она обусловлена глубиной образования карбонитридов хрома. При данной температуре и длительности процесса до 1 часа образуется максимальная величина карбонитридного слоя, достигая 0,05 мм, при длительности процесса до 4 часов образуется величина карбонитридного слоя до 0,4 мм. Для нитроцементации использовалась паста следующего состава (мас.%): желтая кровяная соль 40%; углекислый натрий 10%; углекислый кальций 5%; сажа до 45%. Данное содержание компонентов в пасте обеспечивает максимально возможную толщину как карбонитридной зоны, так и всего диффузного слоя, включающего зону карбонитридов и зону твердого раствора. Упрочненное электролитическое железохромистое покрытие имело микротвердость 11000-12000 МПа. Данное увеличение микротвердости объясняется тем, что наряду с карбонитридами железа в покрытии образуются карбонитриды хрома, которые обладают высокой микротвердостью и износостойкостью.

Данный способ включает в себя следующие операции: Для получения пасты хорошо перемешанные компоненты, находящиеся в порошкообразном состоянии, разводятся крахмальным клейстером до консистенции густой сметаны. Детали, восстановленные электролитическим железохромистым покрытием, погружаются в сосуд с пастой, в результате чего на поверхности детали остается слой пасты толщиной 1,5-2 мм. После сушки при 60-80°С детали с сухим слоем пасты упаковываются в контейнер для нитроцементации. Для засыпки деталей применяется нейтральный порошковый наполнитель, назначение которого - плотная изоляция деталей друг от друга, а также от стенок, дна и крышки контейнера. Наполнителем служит смесь следующего состава (мас.%): кварцевый песок 70; сажа 20; древесноугольная зола 10. Наполнитель выполняет роль песочного затвора, удерживающего продукты распада K₄Fe(CN)₆ у нитроцементируемой поверхности, а также препятствующего их выходу из контейнера. Закрытый крышкой контейнер вместе с деталями, упакованными для нитроцементатации, помещают в электропечь, разогретую до температуры нитроцементации. После прогрева контейнера до 600-650°С и выдержки при этой температуре контейнер извлекают из печи, снимают с него крышку и высыпают содержимое на решетку. Наполнитель просыпается вниз через отверстия, а детали остаются на решетке. Их вместе с решеткой по возможности быстро погружают в емкость с холодной водой с целью закалки.

На основании проведенных исследований оптимальными условиями являются следующие: известное электроосаждение железохромистого покрытия на переменном асимметричном токе, нитроцементация в пасте следующего состава (мас.%): желтая кровяная соль 40; углекислый натрий 10; углекислый кальций 5; сажа 45. Нитроцемнтация протекает при температуре 600°С. Время процесса нитроцементации длится 4 часа. Глубина карбонитридного слоя достигает толщины электроосажденного покрытия (0,4 мм) при микротвердости до 12000 МПа.

Предлагаемый способ экономически эффективен. Покрытия обладают высокой микротвердостью и по износостойкости, превышают показатели электролитического сплава железо-хром в 2,5-3 раза, что позволяет их использовать в народном хозяйстве для восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин.

Способ упрочнения электроосажденных железохромистых покрытий на стальных деталях нитроцементацией, отличающийся тем, что нитроцементацию осуществляют при температуре 600-650°С в течение 1-4 ч с использованием пасты следующего состава, мас.%: желтая кровяная соль 40, углекислый натрий 10, углекислый кальций 5, сажа 45.

Изобретение относится к области упрочнения восстановленных поверхностей стальных деталей. .

Способ химико-термической обработки изделий // 2253691

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и может быть использовано в различных областях промышленности для повышения эксплуатационных свойств деталей и изделий.

Способ обработки прецизионных деталей из титановых сплавов // 2075536

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению и обработке прецизионных деталей из титановых сплавов методами химико-термической и лазерной обработки, и может быть применено в машиностроении.

Состав для низкотемпературного цианирования // 1497272

Способ обработки стальных деталей // 1477777

Изобретение относится к области металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам нитроцементации стальных изделий преимущественно из высоколегированных порошковых сталей карбидного класса, и может быть использовано в машиностроении для изготовления специальных деталей, работающих в условиях контактного износа при импульсных подачах тяжелого топлива в дизельных двигательных установках.

Способ нитроцементации металлов и сплавовв пастах // 427098

Углерод-углеродный композиционный материал // 2520281

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к углерод-углеродному композиционному материалу, и может использоваться при изготовлении жидкостных ракетных двигателей.

Способ нанесения теплозащитного электропроводящего покрытия на углеродные волокна и ткани // 2511146

Изобретение относится к теплозащитным электропроводящим покрытиям. Способ нанесения теплозащитного электропроводящего покрытия на углеродные волокна и ткани включает плазменное напыление керметной композиции в виде механической порошковой смеси, содержащей 5-15 вес.% нихрома, 15-5 вес.% диоксида циркония, 70 вес.% алюминия, 10 вес.% никельалюминия и 4-7 вес.% оксида иттрия в качестве стабилизирующей добавки для диоксида циркония.

Способ формирования жаростойких покрытий на основе алюминида никеля (nia1) // 2507310

Изобретение относится к нанесению покрытий и может быть использовано при получении жаростойких и антифрикционных покрытий на детали из углеродистых и легированных сталей, работающих в условиях повышенных температур до 1600°C и сухого трения.

Конструктивный элемент с каталитической поверхностью, способ его изготовления и применение этого конструктивного элемента // 2490063

Изобретение относится к конструктивному элементу. .

Способ получения матрицы, матрица и способ получения микроструктурного рельефа светорассеивающей панели с ее использованием // 2453631

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области изготовления светильников. .

Устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов // 2423546

Способ антифрикционно-упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей // 2355555

Изобретение относится к области технологии машиностроения, в частности к способам антифрикционно-упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей. .

Способ получения наноструктурированного металлического листа // 2354751

Изобретение относится к химико-термической обработке металлических изделий, а именно к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения. .

Способ формирования наноструктурированного металлического слоя на поверхности стального листа // 2354750

Изобретение относится к химико-термической обработке металлических изделий, а также к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения. .

Способ изготовления функциональной поверхности // 2353706

Изобретение относится к способу изготовления функциональной поверхности и может быть использовано в машиностроении, например, для формирования отражающих и других металлосодержащих покрытий.

Неэлектролитический поточный способ металлизации подложек напылением с предварительной обработкой поверхности и устройство для его осуществления // 2532796

Изобретение относится к способу и устройству для неэлектролитической металлизации поверхности подложки путем напыления одного или нескольких окислительно-восстановительных растворов. Способ содержит следующие стадии: а) физическую обработку для снижения поверхностного натяжения подложки перед металлизацией, b) неэлектролитическую металлизацию поверхности подложки, обработанной на стадии а) путем напыления одного или нескольких окислительно-восстановительных растворов в виде аэрозоля(ей), и с) выполнение отделочного слоя на металлизированной поверхности. Устройство содержит модуль физической обработки, которая выбрана из следующих видов обработки: обработка пламенем, обработка коронным разрядом, обработка плазмой и их комбинации, для снижения поверхностного натяжения подложек, модуль неэлектролитической металлизации и модуль выполнения отделочного слоя. Указанным способом получают такие изделия, как флаконы из полого стекла, в частности, для косметических целей, детали автомобиля, детали для бытовой электроники или для применения в авиации, или детали для электроники в виде электропроводящей дорожки, антенны радиочастотной идентификации, или деталь с электромагнитным покрытием для экранирования. Изобретение позволяет обрабатывать множество подложек, обеспечивает качественное сцепление слоев и позволяет получить декоративные покрытия. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.

Слоистая система с улучшенной коррозионной стойкостью // 2536852

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности конструктивных элементов, которые подвергаются воздействию морской воды и/или гидравлических конструктивных элементов. Коррозионно-стойкое покрытие обладает коррозионной стойкостью, которая отвечает стандарту ASTM G48, метод А, и состоит из первого внутреннего слоя и осажденного на первый слой наружного второго слоя, при этом второй наружный слой представляет собой слой сплава металл-никель, где металл выбран из группы, состоящей из олова, меди, железа, вольфрама и кобальта или из сплава указанных металлов, а первый внутренний слой представляет собой слой сплава бронзы или слой металла группы, состоящей из молибдена, ниобия, кобальта, ванадия, марганца, титана и магния или из сплава указанных металлов. Способ включает осаждение первого внутреннего слоя на поверхность подложки и осаждение второго наружного слоя на первый слой, причем в качестве второго наружного слоя осаждают слой сплава металл-никель, где металл выбран из группы, состоящей из олова, меди, железа, вольфрама и кобальта или из сплава указанных металлов, и в качестве первого внутреннего слоя осаждают слой сплава бронзы или слой металла группы, состоящей из молибдена, ниобия, кобальта, ванадия, марганца, титана и магния или из сплава указанных металлов. Технический результат: повышение механической стойкости и коррозионной стойкости покрытия. 3 н. и 2 з.п. ф-лы.

Способ изготовления детали с износостойким и антифрикционным покрытием // 2549812

Изобретение относится к износостойким и антифрикционным покрытиям на рабочих поверхностях узлов трения. Предварительно получают стержень путем прессования и спекания состава, содержащего порошок меди, порошок политетрафторэтилена и хлорид аммония. Наносят на рабочую поверхность детали состав, содержащий 1…3 мас.% хлорида меди в глицерине. Затем приводят стержень во фрикционный контакт с рабочей поверхностью детали со скоростью скольжения 0,06…0,09 м/с при продольной подаче 50…80 мкм/об., давлении 30…50 МПа и числе проходов 4…6. Полученное покрытие пассивируют, после чего наносят смазочную композицию на основе мыльной пластичной смазки, включающей порошок меди и порошок политетрафторэтилена. Причем перед нанесением смазочной композиции ее предварительно термообрабатывают в атмосфере инертного газа путем продавливания 3…5 раз под давлением через зазор между наружными и внутренними обоймами нагретых последовательно расположенных подшипников качения. Обеспечивается повышение противоизносных свойств покрытия на 15…20% и антифрикционных свойств на 20…33% при увеличении долговечности покрытия в 1,6…2,1 раза. 1 табл.

Способ нанесения покрытия на поверхность реторты, используемой для получения губчатого титана и установка для его осуществления // 2555311

Изобретение относится к способу и устройству нанесения покрытия на поверхность реторты, используемой для получения губчатого титана. Осуществляют заливку в реторту электролита в виде смеси водного раствора хлористого железа и соляной кислоты. В электролит устанавливают растворимые электроды из малоуглеродистой стали в количестве 5 штук. Проводят электролитическое нанесение покрытия из металлического железа на поверхность реторты. Источник постоянного тока положительным полюсом соединен с крышкой реторты, а отрицательным полюсом - с фланцем реторты. Затем с реторты снимают крышку с электродами, удаляют электролит, устанавливают с наклоном на стенде для промывки реторты и промывают реторту изнутри водой. Затем реторту устанавливают в вакуумную электропечь, размещают в реторте устройство для титанирования с металлизатором в виде губчатого титана. Реторту разогревают и наносят при высокотемпературной выдержке на ее поверхность термодиффузионное титановое покрытие. Затем реторту извлекают из вакуумной электропечи и устанавливают в устройство для охлаждения. Охлажденную реторту направляют на процесс получения губчатого титана. Это позволит повысить качество губчатого титана и повысить срок службы реторты. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 ил.

Способ металлизации подложки из алюмонитридной керамики // 2558323

Изобретение относится к области получения металлических покрытий на пластинах из алюмонитридной керамики и может быть использовано в электронной, электротехнической и радиотехнической промышленности при производстве металлизированных подложек для силовых модулей, теплоотводящих элементов мощных транзисторов и сверхъярких светодиодов. Осуществляют нанесение на поверхности керамической пластин адгезионного слоя и слоя меди, прижим к слою меди пластин медной фольги и последующую термообработку в среде вакуума. Адгезионный слой формируют вакуумным осаждением в виде системы титан-медь с толщиной слоев 0,1-0,5 мкм, на адгезионный слой последовательно гальванически осаждают слой меди толщиной 5-15 мкм и слой серебра толщиной 3-12 мкм, после чего к покрытым серебром поверхностям прижимают пластины из медной фольги и проводят термообработку при температуре 800-850°C. Термообработку проводят под давлением 0,1-0,5 кгс/мм2. Обеспечивается металлизация подложек с получением качественной поверхности без вспучивания. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.