Способ получения локальных титано-вых покрытий ha изделиях из сталейи чугунов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюв Севетскмх

Соцнаанстнчесмнк

Расвубйик

<п)8О471 5

К АВТОРИ©ММ СВИДИЕЛЬСТВУ (бт) Дополнительное к авт. саид-ву (ЗЦМ. КЛ (22) Заявлено 280439 (21) 2760000/22-02 с присоединением заявки Ио (23) йрморитет

С 23 С 9/02

Гоеударетвеыыый комитет

СССР по делам нзобретеиый

ы открытий

Опубликовано 150281. бюллетень Из б (53) УДК 621. 785.

° 51.539 (0,8Â. 8)

") r

2(. " ф.

Дата опубликования описания 1502.81 (72) Авторы изобретения

В.Н,Михайлин и Е.B.3èñìàí (73) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ТИТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ

HA ИЗДЕЛИЯХ ИЗ СТАЛЕЙ И ЧУГУНОВ

Изобретение относится к получениЮ локальных диффузионных покрытий иа сталях и чугунах и может быть использовано во многих областях провмапен ности, например хиьыческой, цветной и черной металлургии, в сельхоэмашиностроении, авто- и судостроении и др.

Известен способ получения локаль.ных титановых покрытий, где резьбовые наконечники бурильных труб покрывают специальной ластой, содержащей легирующие соединения титана f1). карбидов титана, что создает барьер, ухудшающий диффузию титана в глубь металла . Кроме того, образуется обезуглероженный подслой, снижающий механическую прочность покрытия.

Известен также способ, при котором возможно получение диффузионных локальных покрытий с использованием защитных обмазок на углеродистых сталях и чугунах, где вопрос стабилизации углерода решается предварительным нанесением слоя алюминия и его диффузией в металл в процессе изотермического отжига при 930-980 С (2 ).

Недостатками данного способа являются его многооперационность (предварительное нанесение алюминия, отжиг в вакууме с нэотермической вы20 держкой, защита мест деталей, не подлежащих упрочнению специальной защитной обмазкой, необходимость приготовления легнрующих смесей и защитных обмаэок, очистка изделий от отходов процесса), а также повышенный расход электроэнергии в связи с необходимостью электродуговой металлизации, диффузионным насыщением алюминия н повторным нагревом

30 для термодиффузионного титанирования

Недостатками этого способа являются низкая технологичность процесса, связанная с многооперациоиностью, т.е. необходимостью приготовления на специальном оборудовании легирутощей пасты, ее нанесением на легируемие участки и осуществлением сушки до проведения процесса непосредственного термодиффузионного насыщения, а также невозможностью получения иа изделиях из углеродистых сталей и чугунов плотных покрытий большой диффузионной толщины из карбнда титана, так как наличие избыточного углерода и его диффузия к поверхнос ти приводят к образованию слоя иэ.

Центральный научно-исследовательский н проектнотехноловический институт механизации и электрификации животноводства Южной зоны СССР

804715: слой алюминиевой пудры ГОСТ 5494-50 кистью вручную илн автоматически и вводят в легкое соприкосновение с местом локальной защиты. Например, при защите посадочных мест на валах, на вал надевают форму в виде втулки с нанесенным на ее внутреннюю поверхность слоем алюминиевой пудры. Изделия с формой помещают в реторту, проводят ее вакуумирование (глубина вакуума до 1 10 "- 1. 10 мм рт.ст.) и повышают температуру до 950-1050 С.

Изотермическая выдержка нри этой . температуре в течение 4 и 5 ч обеспечивает получение слоя карбида титана на стали У 9 толщиной 45 и 60 мкм, 1$ на чугуне СЧ 12-28 толщиной 35 и

55 мкм. Локальное легирование малоуглеродистых сталей, например стали

3, по предлагаемому режиму позволяет получить диффузионный слой титан@ на толщиной 30-40 мкм с концентрацией титана до 703. Это обеспечйвается полоя<ительным влиянием алюминия в процессе легирования сталей титаном.

Влияние размера фракции титанового порошка и расстояния от упрочняемой поверхности до формы на результаты обработки предлагаемым способом представлены в таблице.

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

20-28

10-12

-0,63 + 0,18

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

18-25

-0,63 + О, 18

1,5

8-11

38" 50

32-48

"1„0 + 0,63

-0 63 + 0,18

-0,18 + 0,048

"1,0 + 0,63

-0,63 + 0,18

0,5

-О, 18 + 0,048 а также иэ-за низкой теплопроводности порошкообраэных легирущщих смесей, Цель изобретения - повыаение технологичности процесса и снижение э нергоз атрат.

Поставленная цель достигается тем, что процесс получения локальных титановых покрытий на защищаемой поверхности веду из предварительно спрессованных и спеченных из титанового порошка фракции 0,18-0,63 мм форму повторяющих и© конфигурации щищаемув поверхность, отстоящих от нее на расстоянии 0,8-1,0 мм с нанесенным на иих слоем алюминиевой паж толщиной 0,1»0,15 мм на поверхность, совмещаемую с местом локальной защиты изделия, Термодиффузиоииое насыщение ведут в вакууме при 950-1050"С и выдержке,фе @ я

П р и и е р. Предварительно готовят методом прессования и последующего спекаиия форвы из титанового порошка Фракции 0,18-0,63 мм, повторяющие по конфигурации легируемые поверхности. Толщина. стенок форм не превышает 5 мм. Затем на поверхность формы, совмещаемую с местом локальной защиты изделия g наносят

45-60

35-55

40-47

31-44

35-42

32-47

47-65

40-55

32-40

26-32

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28

Сталь У 9

Чугун СЧ 12-28,804715

Формула изобретения

Составитель Г.Бахтинова

Техред T. Маточка Корректор М.Шароши

Редактор T. Веселова

Заказ 10824/42 Уираж 1059 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, процесс целесообразно проводить из титановых

Форм Фракции - 0,63 + 0,18, отстоящих на минимальном расстоянии от обрабатываемой поверхности. Увеличение расстояния с 1,0 до 1,5 мм уменьшает глубину диффузионного слоя s 2 3 раза. Толщина слоя алюминиевой пудры, нанесенной кистью или окунанием в пудру, составляет около 0 1 мм и не представляет собой сложную операцию.

Предлагаемый способ позволяет получить локальное титановое диффузионное покрытие на сталях и чугунах и осуществлять многораэовов исцользо» ванне легнрующих титановых форм. Он особенно эффективен прн защите крупногабаритеах деталей постоянной номенклатуры, когда 20-30 форм обеспечивают локальную защиту деталей s течение месяцев или ряда лет..

Способ получения локальных титановых .покрытий на изделиях иэ сталей н чугунов, включающий нагрев до температуры обработки и выдержку при этой температуре в присутствии тита" на, о т л н ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения технологичности процесса и снижения энергозатрат, предварительно изготавливают путем прессования и спекання формы иэ титанового порошка фракции 0,180,63 мм, повторяющие конфигурацию обрабатываемой поверхности, на внутреннюю поверхность формы локально наносят слой алюминиевой пудры толщиной 0,1-0,15 мм, затем форму устанавливают на изделии с зазором 0,81,0 мм, совмещая места со слоем алюминиевой пудры с участками на изделиях; подлежащими защите, и осуществ. ляют нагрев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство АЗССР

9389173, кл. С 23 С 13/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2361085, кл. С 23 С 9/02, 1978.