Способ приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий Советский патент 1990 года по МПК C23C8/06 

Изобретение относится к металлургии и, в частности, к химико-термической обработке стальных изделий в порошковых средах и может быть использовано для интенсификации процесса химико-термической обработки из-% делий, применяемых в приборострогт ительной, авиационной, машиностроительной и других областях техники.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности смесей.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий, включающем получение и введение наполнителя в металлический порошок, получение и введение наполнителя в металлический порошок осуществляют путем парооксидирования металлического порошка при

температурах выше 100°С и ниже температуры плавления материала порошка.

В процессе парооксидирования металлических порошков в указанном интервале температур на поверхности частиц порошков образуются оксо-гид- роксидные соединения, которые, выполняя роль наполнителя, препятствуют спеканию и сплавлению порошка при нагреве полученнбй смеси выше температуры плавления материала порошка, что хорошо видно из приведенной микрофотографии поверхности частиц порошка цинка после парооксидиро- вания с увеличением в 30000 раз. При этом положительный эффект отсутствие спекания смеси достигается уже при количестве оксогидроксидных соединений, равном 5-10% от общего количества смеси. В процессе парооксидирова-

сд

со

Јь

О CD

ния разложение поверхностных соединений при прогреве смеси до температуры диффузионного насыщения и в ходе

дальнейшей выдержки сопровождается

выделением водорода, что создает восстановительную атмосферу в контейнере, в котором проводится насыщение. Наличие восстановительной атмосферы и малые концентрации инертных напол- нителей, т.е. большое содержание цинка в насыщающей смеси,, приводят к повышению насыщающей способности смесей.

Парооксидирование порошка при

температуре ниже 100°С не приводит к образованию оксо-гидроксидного слоя, обеспечивающего устойчивость частиц порошка против слияния и спекания, Парооксидирование выше температуры плавления материала порошка также не дает положительного эффекта, так как из-за отсутствия оксо-гидроксидного слоя в процессе прогрева порошка до температур, лежащих вблизи и выше

температуры плавления, частицы порошка начинают сливаться и спекаться,,

Для проведения пароо-ксидирования металлического порошка по предлагаемому способу в контейнер с порошком, нагретым до температуры обработки, вводится пар из паропровода. Для исключения подсоса воздуха в контейнере поддерживается избыточное давление. Время парооксидирования опреде- ляется количеством порошка в контейнере и режимом подвода пара из паропровода, В приведенных экспериментах время парооксидирования порошка в количестве 10 кг составляет 10-20 мин

Предлагаемый способ получения порошковых смесей для диффузионного насыщения используют при получении смесей для алитирования и цинкования сталей. Порошки алюминия и цинка соответствуют маркам ПА-4 и ПЦ-4. Сравнение насыщающей способности изестных и предлагаемых алитирующих месей проводят путем диффузионного литирования стали 45, смесей для цинкования низкоуглеродистой (0,2% С) стали.

Диффузионное насыщение из насыщаюих смесей проводят под плавким затвоом.

Результаты проведенных эксперименов по исследованию насыщающей способности смесей, полученных известым способом и путем парооксидирования порошка приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа приготовления смесей для диффузионного насыщения обеспечивает возможность интенсификации процесса диффузионного насыщения в широком интервале температур (увеличение толщины диффузионных покрытий в 1,2-5,0 раз, при одном и том же времени насыщения), получение однородной смеси, предотвращающее возможное расслоение, наблюдаемое у смесей, приготавливаемых известным способом. Образование восстановительной атмосферы при использовании смеси, приготовленной предлагаемым способом, позволяет проводить насыщение деталей без предварительного травления поверхности.

Формула изобретения

Способ приготовления смесей для диффузионного насыщения стальных изделий, включающий получение и введение наполнителя в металлический порошок, отличающий с я тем, что, с целью повышения насыщающей способности смесей, получение и введение наполнителя осуществляют путем парооксидирования металлического по-

рошка при температурах выше 100 С и ниже температуры плавления материала порошка.

Алюминий

85

Предлагаемый способ 850 60

Цинк

Сплавлением спекание частиц порошка,налипание на поверхность деталиТо же

Не измени- 160 лось То же

180 180 160 180 100 120

и

н

Сплавление и - спекание частиц порошка То же

Не изменилось 200 То же 250 300 390 Сплавление и - спекание частиц порошка,

Продолжение таблицы

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке металлических изделий в порошковых средах, и может быть использовано в приборостроительной, авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение насыщающей способности смесей. Способ включает получение и введение наполнителя в насыщающий металлический порошок путем его парооксидирования при температурах выше 100°С и ниже температуры плавления материала порошка.