Активатор для диффузионной металлизации сталей и сплавов Советский патент 1985 года по МПК C23C8/00 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, предназначается для диффузионной металл1иза1щи изделий, преимущественно из сплавов железа, с использованием порошковых составов и обмазок и может быть использовано при обработке деталей с цель повышения их стойкости к различным видам-контактных воздействий (изно- су, коррозии и др.). Целью изобретения является интен сификация процессов диффузионной металлизации при насыщении в порошковых смесях и обмазках, улучшение технологичности процессов ХТО. Для этого применяют хлорокись меди CuO-CuCe -AHj О по ГОСТ 13200-75 в качестве активатора при диффузион ном насыщении сталей и сплавов, Как показал термодинамический анализ ХТО, при 800-1200°С медь образует устойчивые окислы, восстанав ливая при этом даже кремний, и отдает хлор насьщающим элементом (хро му, алюминию, кремнию). Образующийс при разложении кристаллогидрата водород резко интенсифищфует обменно транспортные реакции, обеспечивая быстрое насыщение поверхности обрабатываемого металла с образованием вновь вступающего в реакцию с насьщающими элементами, содержащимися в смеси, Ниже представлены примеры применения порошка хлорокиси меди по ГОСТ 13200-75 при силицировании, хромировании, алитировании, хромосилицировании и алюмохромосилицировании в качестве активатора при диф фузионном насьпцении стали и чугуна в порошковых смесАх или обмазках в количестве 1-10 вес.% к общей массе порошковой смеси или обмазки, Пример 1, Проводят сштиц рование образцов из стали 35 и серо гильзового чугуна в порошковой смес содержащей, вес,%Г ферросилиций 30; кварцевьйпесок 68;-хлорокись меди при 970С, 3ч. На стальных образцах получают слой толщиной около 1,5 мм с ВОЛНИС той границей и пористостью внешней зоны около 45% и микротвердостью 8240 МПа, на чугунных образцах слой толщиной 1,7 - 2,1 мм, пористостью около 50%, Для того, чтобы получить слой толщиной 0,9 мм в известном составе используют смесь, содержащую 60-80% ферросилиция и 5% хлористого аммония, с вьщержкой при температуре тзыше 1000°С, что сопровождается бурным газовьщелением в течение 40 мин. Пример 2, Проводят алитирование образцов из стали 3 в смеси, содержащей, вес.%: алюминий 49,5; окись алюминия 49,5; хлорокись меди 1, в течение 6 ч при 980°С, Получают беспористый алитированньй слой толщиной 0,5 мм, микротвердость внешней зоны 5720 МПа, Аналогичная смесь, активированная 2% хлористого аммония, обеспечивает по режиму; 1000°С, 4чтолщину слоя 0,07 - 0,22 мм. Пример 3, ПРОВОДЯТ хромирование образцов из стали 45 с использованием смеси, содержащей, вес,%: , порошок сормайта МгС - 65; окись алюминия 34; хлорокись меди 1р при 950°С в течение 8-16 ч. Получают беспористые слои толщиной 0,03 0,08 мм, микротвердостью 18000 МПа, В известшлх смесях, активированных 1-2% хлористого аммония, при аналогичных режимах получают слои толщиной до 0,02 мм. Пример 4, Проводят хромосилицирование образцов из стали 20 в порошковой смеси состава, вес,%: ферросиликохром 40; окись железа 20; кварцевый песок 38; хлорокись меди 2р при 980°С, 3 ч. Получают слой пористостью 5-7%, толщиной 0,6 - 0,8 мм, микротвердость внешней зоны 6420 МПа, В известных порошковых смесях, активированных 2-5% хлористого аммония, при температурах вьш1е 1000°С получают за 3-6 ч слои толщиной 0,12 - 0,15 мм. Пример 5, Проводят алюмохромосилнцирование образцов из стали 20 в порошковой смеси состава, вес,%: ферросиликохром 15; алюминий- 40; окись железа 8; окись алюминия 35; хлорокись меди 2, - при 980°С 3 ч, Получагот слой толщиной 0,9 - 1,5i, пористость внешней зоны 19-32% микротвердость 5140 МПа. В известных смесях, активированных 4% хлористого аммония или 3% фтористого алюминия, за t-6 ч получают слои толщиной 0,05 - 0,18 мм, .Пример 6, Проводят хромсилицирование образцов из сталей 40Х

3

и У8 в обмазках следующего состава, вес.%: ферросиликохром 60; хлорное железо (в насьщенном водном растворе) 5; криолит 5; цемент строительный (500) 2; хлорокись меди 8. При 980°С за 3 ч получают слой толп1иной 0,6 мм.

При использовании хлористого аммония вместо хлорокиси меди имеют место разрывы обмазки вследствие бурного газовьщеления в процессе нагре1615824

ва. Кроме того, при подготовке обмазки компоненты реагируют с вьщелением аммиака.

Анализ результатов диффузионной 5 металдрзации в порошковых смесях, содержащих предлагаемый активатор, и в смесях с известным активатором показал, что процесс насыщения ускоряется в t,5-10 раз, устраняется га10 зовьщеление из обмазки в процессе нагрева.

Применение хлорокиси меди в качестве активатора для диффузионной металлизации сталей и сплавов. (Л