Состав для комплексного насыщения металлических изделий Советский патент 1985 года по МПК C23C10/44 

IfS

:д х

Р I Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к составам для совместного насьпцения кремнием и ванадием металлических изделий, Состав может быть использован для повышения износо, жаро-и коррозионной стойкости металлических изделий в машиностроительной, металлургической, .авиационной и других отраслях промьшшенности. Известен состав для одновременного насыщения сталей кремнием и вана дием, содержащий окислы вольфрама и алюминия, силикокальций и хлористый аммоний. Высокая температура иасьш1е ния и низкая насыщающая способность этого состава ограничивают его применение ij . Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является.состав 2J для комплексного насьш1ения стальных изделий , содержащий мае.%: Окись ванадия 30-40 Силикокальций 35-40 Окись меди10-15 Хлористый аммоний 2-4 Окись алюминия Остальное Насыщение в известном составе ста ли У8 при в течение Л ч приводит к формированию диффузионного слоя толщиной 35-45 мкм. Недостатком известного состава является низкая насыщающая способность при температурах 800 С и ниже Повышение температуры насыщения не позволяет применять известный состав для ванадийсилицирования изделий из титана и его сплавов, нагрев которых выше.температуры полиморфного превращения 880°с) вызывает рост зерн в сплаве и резкое снижение механических свойств изделий. Цель изобретения - повьш1ение насыщающей способности состава. Поставленная цель достигается тем, что состав для комплексного на щения металлических изделий, содержащий окись ванадия, кремнийсодержащее вещество, медьсодержащее вещество и активатор, дополнительно содержит алюминий, в качестве кремний содержащего вещества - порошок кремния, медьсодержащего вещества - порошок меди, а в качестве активатора фтористый алюминий при следукмцем соотнпгаснии компонентов, мас.%: 1 Окись ванадия 20-30 Алюминий8-12 Порошок кремния 49-61 Порошок меди 6-10 Фтористый алюминий 1-3 Повышение насыщающей способности предлагаемого состава происходит за счет образования при температуре насыщения жидко-металлической эвтектической фазы системы А1-Си ( по диаграмме состояния), интенсифицирующей процесс насьш1енйя сплава кремнием и одновременно служащей транспортом для поставки к Hacbmjaeмой поверхности ванадия, восстановленного кремнием из его окисла. В известном составе при температурах насьш ения 850-900®С жидкометаллической фазы не образуется, поэтому в известном составе процесс иасьш1ения кремнием и ванадием происходит в осrtoBHOM через газовую фазу (через образование галогенидов кремния и ванадия I, а в предлагаемом - как через газовую, так и через жидкую (значительно интенсивнее . Повьш ение насыщающей способности предлагаемого состава одновременно ведет к увеличению жаростойкости насыщаемых изделий. Пример. Проводят насыщение стали У8 и титановых сплавов ВТ1-0 и ОТ4 при 850-900°С в течение 4 ч в различных по количеству входящих компонентов составах. Сравнительные данные приведены в табл.1. Испытания жаростойкости титанового сплава ОТ 4 при 1000°С в течение 25 и 50 ч в предлагаемом составе приводит к удельному изменению массы на 20-30 и 30-40 г/м, а после насьш1ения в известном составе - на 45 и 250 г/м соответственно. В предлагаемом составе уменьшение вводимого в насыщающую смесь алюминия ниже 8% уменьшает эффект интенсификации, а повьщ1ение его содержания (выше 12%) приводит к ухудшению поверхности насьщ1аемых изделий за счет образования налипов. Дополнительные данные приведены в табл. 2. Из табл.1 и 2 видно, что насыщающая способность предлагаемого состава для диффузионного ванадийсилицирования в 5-7 раз вьш1е, чем для известного.

Составы насыщающей смеси,

п/я мас.%

Т я б .п и ц а 1

i Толщина диффузионного слоя, мкм, при температуре С

Известный

V,20 +35CK25-i-lOCuO+ +4NH.C1-H

Предлагаемые

2 20V O +8Al+6lSi+10Cu+IAlF

325V 05-t- OAl+55Si+8Cu+2AlF

430V Og+12AH-49Si+6Cu+3AlF

Составы насьпцающей смеси, п/п I мас.%

I 20V О +6Al+63Si+10Cu-HAlF

2 30V Og + 14A-l+47Si+6Cu- -3AlF

45

20 7

10

25

350 50

90 60110

380 55

95

105 55

370 55

90 55

100

Таблица 2

Толщина диффузионного слоя мкм, при темпе ратуре, С

10 30

14

21

50

бпределение затруднено из-за образования налипов