Способ силицирования металлических изделий Советский патент 1983 года по МПК C23C9/04 

ISD О1

оо Изобретение относится к химико-терми ческой обработке металлов и сплавов, предназначается для повышения жароизносо-ии коррозионной стойкости металлических изделий и может быть испрпьзовано на предприятиях машиностроительной, авиационной, химической и других от раслей промышленное ти. Известен способ l силишфования изделий в порошковых смесях, содержащга ферросилиций, инертный наполнитель и гаплоидный активатор, с нагревом до образования жидкой фазы на поверхности изделия. Процесс формирования диффузион ного покрытия по известному способу осушествляется при 1150-12ОО С при соотношении веса активатора к обшему весу исходного состава насышающей смеси 0,2-О,3. Недостатком данного/спосо ба является высокая температура процесса термодиффузионной обработки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ силицирования металлических изделий в порошковых смесях, включающий отасиг порошковой смеси кремния с медью при 1ООО110О С в течение 1 ч, смешивание ее с гаплоидным активатором и инертным напол- нителем, упаковку в нее изделий и силицирование при 850-950°С 2 . Недостатками известного способа являются высокая температура отжига смес кремния с медью, низкая насышаюшая способность и невозможность получения комплексныхдиффувионных покрытий. Цель изобретения - снижение темпера туры отжига и повьш1ение насьпцающей способности смеси. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу силицировакия мета лических изделий, включающему приготов ление порошковой смеси из кремния и меди, отжиг ее, смешивание отожженной смеси с галлоидным активатором, упаков ку изделий и силишфование при 85О.950 С, приготовление порошковой смеси из кремния и меди производят в эвтектическом соотношении, а при смешивании отожженную смесь дополнительно даодят кремний.и переходный метал/ЛУVI групп при следующем соотношении компонентов, вес. %: Переходный металл iV - VJ групп 6-14 Эвтектическая смесь 1О-ЗО кремния с медью Галлоидный активатор1-3 КремнийОстальйре. В качестве переходного металла IV V( групп периодической системы элементов применяют порошки металлов Т , Zr,Hi(IV группа), V , «Ъ .Та (У группа), Cl.Mo , W ( VI группа), Вся медь в порошковой засыпке наэсо дится в виде эвтектической смеси с кремнием, образовавшейся в результате отжига, кремний - как в виде эвтектической смеси с медью, так и в свободном состоянии. Предварительно отожженная эвтектическая смесь кремния с медью (165i+ 84 Си вес, %) при температуре насышения офазует на поверхности силицируемого изделия жидкометаллическую фазу, которая служит одновременно и насьшаюшей кремнием средой и транспортом для поставки : к насьшхаемой поверхности ч металлов IV -Vf групп, чем и интенсифицирует процесс насьш1ения по сравнению с известными способами. Кремний, введенный всмесь всвободном состоянии, служит как для поддержания постоянного состава жидкометаллической фазы, .так и для насыше ния из га&овой фазы (через образующиеся фториды кремния). В предлагаемом способе в насышаюшую смесь вводится 10-30 вес. % эвтектической смеси31- Со о&цегр веса смеси. Введение в смесь более 30 вес. %5(-СУ ухудшает качество поверхности насьшхаёмых изделий из-за образования трудноудалимых налипов, введение в смесь менее 1О вес. % 6i -Си от ofeero веса смеси снижает насышаюшую способность состава. Пример .Порошок меди смаиивают с кремнием в весовом соотношении - . 84 : 16 и отжигают в течение 1 ч при 850-950 С. Полученную эвтектическую смесь после охлаждения-и измельчения смешивают с кремнием и остальными компонейтами. В приготовленных таким ; способом смесях 1браводят в течение 4ч сшпщирование образцов из титанового сплава ОТ4. Данные о влиянии условий отжига смеси 5 - Си на толщину силицидного слоя при силицировании в порошковой смеси. содержащей, вес. %; 2ч72, эвтектическая смесь 16,, Сг 10, приведены в табл. 1.

Таблица

51025753«

Как видно из приведвйных в табл. 1циркония, ванадия и хрома. В образцах,

и 2 данных, в результате сюппшрованияофаботанных известным способом, дифпо предлагаемому способу температурафузиовные спои состоят из ситпшдов тиотжигасмесиСи - Si снижается на 15О®С,тана, преимущеспаенноТ З иТ 5i . а насьшаншая cajocoftiocTb смеси .возрас- $ Использование предлагаемого способа

тает вдвое. Рентгеноструктурный анализповышает экономическую и технологичесп оказал, что в образцах и ОТ4, офабо-кую эффективность процесса силипироватайных предлагаемым способом, диффУ-ния,позволяет получить комплексные снлизионные слои кроме силигоодов титанацидные покрытия, обеспечивающие повышесодержат небольшие количества силицидов toние эксплуатационной стойкости изделий.

СПОСОБ СИЛИиИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающий приготовпение порошковой смеси из кремния и меди, отжиг ее, смешивание отожженной смеси с гаплоидным активатором, упаковку изделий и силицирование при. .85О-950 С, отличающийся тем , что, с целью снижения температуры отжига и повышения насыщающей спо. собности смеси, приготовление порошковой смеси из кремния и меди производят в эвтектическом соотношении, а при смешивании в отожженную смесь дополнительно вводят хфемний и переходный металл ly -VI групп при следующем соотношении компонентов, вес. %: Переходный металл IV - V t групп 6-14 Эвтектическая смесь 1фемнйя с медью1О-30 Галлоидный активатор1-3 Кремний .Остальное.