Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.
Известен способ получения стали с медненным покрытием, заключающийся в следующем.
На холоднотянутую сталь наносят раствор соли меди и после осаждения меди проводят обжиг в восстановительной атмосфере.
Известен способ диффузионного меднения стали, заключающийся в меднении стали в контейнере в порошковой смеси окиси меди и хлористого аммония при температуре 900-950оС в течение 4-6 ч.
Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава для меднения, улучшение качества поверхности медненных стальных образцов.
Поставленная цель достигается способом диффузионного меднения изделий из сплавов на основе железа в виброкипящем слое, включающим нагрев, процесс насыщения и охлаждение, отличающимся тем, что процесс меднения осуществляется в атмосфере аммиака при избыточном давлении, после выдержки в течении 10-15 мин при температуре нагрева насыщающей смеси 350-450оС откачиваются газообразные продукты из реторты и создается отрицательное давление -0,94 атм, а процесс меднения проводят в составе, компоненты которого взяты при соотношении, мас. % : Закись меди 0,02-01, Корунд Остальное
Нагрев в атмосфере аммиака обеспечивает при 350-450оС восстановление закиси меди с образованием свободных атомов меди и адсорбцию этих атомов к поверхности стальных изделий.
При температуре выдержки ниже 350оС снижается стабильность протекания процессов восстановления закиси меди и адсорбции атомов меди к стальной поверхности. Медненный слой получается некачественный. При температуре выдержки выше 450оС ухудшается качество медненной поверхности стальных изделий за счет образования пористого слоя меди на поверхности.
Выдержка в течение 10-15 мин в интервале температур 350-450оС в присутствии аммиака позволяет полностью восстановить закись меди и получить качественный медненный слой на стальной поверхности.
При выдержке менее 10 мин происходит частичное восстановление закиси меди и при дальнейшем нагреве насыщающей смеси до температур отжига 900-950оС происходит восстановление оставшейся части закиси меди с образованием на поверхности изделий пористого слоя меди.
Выдержка более 15 мин нецелесообразна, так как за время выдержки 10-15 мин закись меди восстанавливается полностью.
После восстановления закиси меди присутствие аммиака в среде нецелесообрзано, так как при дальнейшем отжиге это приводит к ухудшению качества медненной поверхности стальных изделий. Поэтому после выдержки 10-15 мин производят откачку газообразных продуктов из реторты и с целью более полного отвода газообразных продуктов создают отрицательное давление - 0,94 атм.
Присутствие в составе насыщающей смеси закиси меди позволяет получать активные атомы меди за счет ее восстановления в среде аммиака.
Корунд вводится в состав компонентов как наполнитель, необходимый для создания виброкипящего слоя.
Уменьшение содержания закиси меди менее 0,02 мас. % снижает стабильность протекания процессов адсорбции и диффузии атомов меди в стальную поверхность. Увеличение содержания закиси меди более 0,1 мас. % ухудшает технические свойства медненного слоя, образуя пористый слой меди на поверхности стальных изделий.
Химические реакции между компонентами смеси и аммиаком создают условия для увеличения активности смеси и улучшения качества медненной поверхности.
П р и м е р. Проводят диффузионное меднение образцов из стали 45 размерами 15×15×15 мм известным и предлагаемым способами.
Для приготовления смесей используют компоненты с размером фракции 0,1-0,12 мм.
Данные по обработке представлены в таблице.
Из приведенных данных следует, что диффузионное меднение стальных изделий в виброкипящем слое предлагаемым способом по сравнению с известным способом улучшает качество обработанной поверхности, сокращает время обработки и насыщающей смеси в 4 раза. (56) Химико-термическая обработка металлов и сплавом. Справочник. М. : Металлургия, 1981, с. 242.
Использование: изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в любой отрасти машиностроения. Сущность изобретения: изделия из сплавов на основе железа подвергают меднению в виброкипящем слое в атмосфере аммиака в составе, содержащем, мас. % : закись меди 0,02 - 0,1, корунд 99,9 - 99,98, причем в процессе нагрева проводят выдержку в течение 10 - 15 мин при температуре насыщающей смеси 350 - 450С, при избыточном давлении, после чего газообразные продукты откачивают до давления - 0,94 атм.
СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО МЕДНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ, включающий нагрев, насыщение в среде с медьсодержащим компонентом и охлаждение, отличающийся тем, что меднение проводят в атмосфере аммиака в составе, дополнительно содержащем корунд, а в качестве медьсодержащего компонента - закись меди при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Закись меди 0,02 - 0,1
Корунд 99,9 - 99,98
причем в процессе нагрева проводят выдержку в течение 10 - 15 мин при температуре насыщающей смеси 350 - 450oС при избыточном давлении, после чего газообразные продукты откачивают до давления - 0,94 атм.
