Порошкообразный состав для диффузиционного восстановления изношенных изделий из медных сплавов Советский патент 1992 года по МПК C23C10/52 C23C12/00 

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к комплексным процессам диффузионного восстановления изношенных изделий из медных сплавов.

Цель изобретения - увеличение приращения линейных размеров и повышение поверхностной твердости деталей из бронзы.

В составе, включающем цинк, оксид алюминия, насыщающие компоненты и активатор, в качестве насыщающих компонентов используют хром и композиционный порошковый сплав на основе никеля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цинк Хром

Комп.порошковый сплав на основе никеля марки ПГ-ЮН-04 Хлористый цинк Оксид алюминия

28-40 5-7

12-23 7-8 Остальное

Функциональное назначение компонентов, ГОСТы поставки и химические формулы.

Порошок цинка ПЦ-2 (ГОСТ 12601-76), хром марки Х97 (ГОСТ 5905-79), композиционный порошковый сплав на основе никеля марки ПГ-ЮН-04 (ТУ 48-19-383-84). Композиционный порошковый сплав на основе никеля имеет следующий состав, %: углерод 0,2; кремний 2,3-2,8; бор 1,2-1,8; железо менее 2; никель остальное.

В составе данные элементы выполняют функции поставщиков активных атомов для образования на поверхности изделий комплексного диффузионного покрытия.

Увеличение поверхностной твердости происходит за счет образования фаз типа CuCrn, а присутствие никеля предотвращает чрезмерное повышение твердости и хрупкости покрытия.

Хлористый цинк (ГОСТ 4529-78) является активатором процесса, выполняет функции активации поверхности под насыщение, а также транспортирует активные

(Л

С

vi

CJ

о

:-«

ю

vj

атомы элементов-диффузантов к обрабатываемой поверхности изделия.

Оксид алюминия АЬОз (ГОСТ 8136-76) выполняет функции инертной добавки, служит для увеличения газопроницаемости по- рошкового состава, что облегчает транспорт элементов-диффузантов к обрабатываемой поверхности и снижает спекаемость порошка.

В табл. 1 приведены составы компонен- тов.

При увеличении цинка происходит при- пекание смеси к поверхности изделия и образование дендритов, а при уменьшении значительно снижается прирост линейных размеров.

Увеличение содержания хрома и композиционного порошкового сплава на основе никеля приводит к перерасходу материала без значительного улучшения физико-ме- ханических свойств обрабатываемой поверхности, а уменьшение понижает поверхностную твердость.

При увеличении содержания хлористого цинка имеет место интенсивное газовы- деление продуктов его разложения в процессе нагрева, что снижает технологичность процесса и ухудшает качество поверхности обрабатываемых изделий, а при уменьшении замедляется транспорт актив- ных атомов элементов-диффузантов к насыщаемой поверхности.

Увеличение количества оксида алюминия снижает насыщающую способность состава, а при уменьшении возможно спекание смеси.

Порошковый состав для насыщения изделий из медных сплавов получают тщательным перемешиванием цинка, хрома, композиционного порошкового сплава на основе никеля, хлористого цинка и оксида алюминия. Хром предварительно дробят до частиц размером 0,1 - 0,3 мм.

Диффузионный процесс осуществляют в стальных контейнерах, снабженных плав-

ким затвором, при 750°С в течение 3 ч без применения вакуума или защитных атмосфер.

Пример. Проводят диффузионное насыщение образцов из бронз марок БрАЖ9-4 и БрОЦС-5-5 в известном и предлагаемом порошковых составах. Температура насыщения 750°С, продолжительность 3 ч. Приращение линейных размеров измеряли микрометром МКО-25, а поверхностную твердость - с помощью микротвердомера ПМТ-ЗМ.

Сравнительные данные по приращению линейных размеров и поверхностной твердости приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы, приращение линейных размеров бронзовых изделий после насыщения в предлагаемом порошковом составе повышается до 40%, а поверхностная твердость изделий увеличивается до 20 % по сравнению с известным.

Формула изобретения Порошкообразный состав для диффузионного восстановления изношенных изделий из медных сплавов, содержащий цинк, оксид алюминия, насыщающие компоненты и активатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения приращения линейных размеров и повышения поверхностной твердости, в качестве насыщающих компонентов используют композиционный порошковый сплав на основе никеля марки ПГ-10Н-04 и хром, а в качестве активатора - хлористый цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%;

28-40 5-7

12-23

7-8

Остальное

Таблица 1

Продолжение табл,1

Использование: для восстановления и упрочнения изношенных бронзовых деталей при ремонте машин. Состав содержит, мас.%: цинк 25-40, хром 5-8, композиционный порошковый сплав на основе никеля марки ПГ-ЮН-04 12-23, хлористый цинк 7-8, оксид алюминия остальное. Использование предлагаемого состава обеспечивает увеличение приращения линейных размеров бронзовых изделий до 40%, увеличение поверхностной твердости до 20 %. 2 табл.

Таблица 2