Способ окислительного нанесения покрытия на изделия Советский патент 1989 года по МПК C21D1/76 

1

Изобретение относится к химико- , термической обработке металлических изделий, а именно к нанесению покрытия, содержап1его окислы металлов, таких как хром, алюминий, титан и/или кремний.

Цель изобретения - повышение качества покрытия за счет образования покрытия в условиях, близких к равновесным, для образования желаемого окисла, что обеспечивает получение репродуцированного.слоя или даже нескольких слоев из различных окислов, причем на заготовке из хромсо- держащего сплава получают слои .

На фиг.1 и 2 представлена-установка для реализации способа; на фиг.З - график изменения окислитель- .ного потенциала в процессе химико- термической обработки для образова- кия покрытия из слоя одного окисла.

Обрабатываемое изделие 1 помещают в реакционную печь 2, заполняемую инертным газом или водородом. Атмосфера и изделие нагреваются до теютературы образования покрытия из окислов металлов, входящих в состав изделия 1. После нагрева изделия 1 до температуры Т, в печь 2 вводя.т

4

Ы

через впускной трубопровод 3 водяно пар или смесь водяного пара с водородом в газоносителе, например в аргоне. На поверхности изделия 1 происходит образование окислов, например согласно еледукщей реакции: 2Сг + ЗН ОзьСГгРэ + ЗН.

На поверхности 4 изделия образуется слой 5 из ,

Окислительный потенциал Р, , соответствующий границе активации (фиг. может быть достигнут за счет повышения температуры. В начальной фазе (фиг.З) на образование зародышей окислов влияют таким образом, чтобы они были однородными и произошло образование упорядоченного первичного слоя, прочно сцепляющегося с из- делием4

Во второй фазе (фиг.З) постепенн снижают потенциал Т для нарастания основной структуры первичного слоя.

Штриховая линия относится к известному способу.

в выпускной трубопровод 6 поступают непрореагировавший водяной пар и выделяющийся как продукт реакции водород в количестве, стехиометри- чески эквивалентном количеству кислорода, связанному на поверхности 4 изделия }.

Возвратные продукты через трубопроводы 7 и 8 поступают в реакционную печь 2 и затормаживают протекание реакции. Водяной .пар поступает через трубопровод 3, а через клапан 9 выпускается в эквивалентное количество парогазовой смеси.

Клапан 9 служит для управления расходом возвратных продуктов в зависимости от их окислительного потенциала.

Возможно использование способа без применения реакционной печи. Реакционная атмосфера может быть, создана в обрабатываемом изделии, например, при нанесении покрытия на внутреннюю поверхность труб. В этом случае изделие нагревается горячим инертш 1м газом.

Если требуется предварительно нанести слой вещества, например хрома, на поверхность изделия в том случае, когда изделие не содержит его или нежелательно,обеднение хрома под окисным слоем, то это возможно в той же установке (фиг.)). Дпя этого в печь 2 вводят термически

разлагаемое соединение хрома вместе

С газом-носителем, после чего осуществляют нанесение покрытия согласно предложенному способу.

Таким образом, возможно как зональное легирование, так и нанесение покрытия из других элементов, как например А1, Si, Ti и В.

Для возврата только части продуктов реакции в систему предусматривается установка сепаратора 10 для разделения веществ (фиг.2). Для организации циркуляции устанавливают компрессор 11 с охладителем 12 и смесителем 13, В этом варианте используется предварительный подогрев атмосферы в нагревателе 14, свежие продукты поступают по трубопроводам 3, а возвратные по трубопроводу 15.

Способ позволяет получать качественные репродуцированные слои.

Формула изобретения

Способ окислительного нанесения

покрытия на изделия, содержащего хром, алюминий, титан и/или кремний путем гетерогенной химической реакции газовой фазы,.включающий удаление газовой смеси, содержап1ей водяной пар и водород, из реакционной камеры, которую по меньшей мере частично направляют обратно в реакцион- ную камеру, а в возвратный циркуляционный контур вводят свежий водяной

пар, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия, окислительный потенци ал газовой фазы непрерывно повышают до момента начала образования центров

реакции на поверхности изделия путем повышения температуры реакции или увеличения потока свежего водяного пара, после чего потенциал посте-, пенно снижают до значения равновесия путем . увеличения потока, направляемого обратно в реакционную камеру, или снижения температуры реакции, а равновесное значение поддерживают изменением части возвратных продуктов в зависимости от их окислитель

ного потенциала.

3. 9

Ц.S

./

Изобретение относится к химико- термической обработке металлических изделий, а именно к нанесению покрытия, содержащего окислы металлов, таких как хром, алюминий, титан и/илн кремний. Цель - повышение качества покрытия за счет образования покрытия из одного или нескольких слоев в условиях, близких к равновесным, с газовой фазой для образования же- лаемого окисла. Нанесение покрытия осуществляют в газовой атмосфере, окислительный потенциал которой изменяется по определенной программе, В первой фазе окислительный потенциал непрерывно повышают до образования . зародышей окислов на поверхности изделия, после чего снижают во второй фазе постепенно. Управление окислительнь м потенциалом осуществляют изменением либо температуры процесса, либо количества возвратных продуктов реакции, 3 ил.

7 (pus.i

/4

8

/5

/3

зТР

(риг.2

to

Н

г/

X

/

/