Способ нанесения цинковых покрытий на спеченные изделия из железного порошка Советский патент 1992 года по МПК B22F3/24 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к химико-термической обработке порошковых материалов, и может быть использовано при нанесении цинковых покрытий на оболочки кумулятивных зарядов и других изделий прострелоч- но-взрывной аппаратуры.

Известен способ повышения коррозионной стойкости конструкционного порошкового материала на основе железа с предварительной обработкой перегретым водяным паром при температуре 560-630°С и охлаждением со скоростью 150-200°С/ч. Дополнительная обработка поверхности изделием паром увеличивает коррозионную стойкость материала, однако такая обработка недостаточна для длительной эксплуатации и хранения изделий в экстремальных

условиях: в неотапливаемых помещениях при повышенной влажности. Кроме того, обработка паром снижает пластические свойства материала, изделие охрупчивается, что может приводить к несанкционированному разрушению изделия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения коррозионностойких покрытий путем заполнения пор минеральным маслом и последующего диффузионного цинкования в порошкообразных насыщающих средах при температуре 280-300°С. Ос- новным недостатком данного способа нанесения защитных покрытий является пропитка порошковых изделий конструкционного назначения маслом, что нарушает сплошность образующегося защитного

х| о

N 00

ю

слоя. Кроме того, наличие масла в порах не позволяет запрессовывать в детали взрывчатые вещества, применяемые в простре- лочно-взрывной аппаратуре.

Таким образом,в прототипе отсутствует сплошность покрытия в связи с заполнением пор минеральным маслом. Недостатком также является ограничение температурного режима процесса до 300°С из-за воспла- менения масла, что снижает интенсификацию процесса получения кор- розионностойких покрытий.

Целью изобретения является увеличение эффективности способа повышения коррозионной стойкости изделий из порош- ковых конструкционных материалов за счет расширения области применения изделий, полученных методом порошковой металлургии, при одновременном повышении коррозионной стойкости этих изделий, а также - уменьшение содержания цинка с увеличением глубины в поверхностном слое изделия.

Поставленная цель достигается за счет того, что согласно изобретению диффузной- ную смесь составляют из (60...80) мас.% цинкового порошка и (20...40) мас.% инертного наполнителя, а нагрев осуществляют до температуры (420..,480)°С. В качестве инертного наполнителя могут быть исполь- зованы кварцевый песок, электрокорунд, шамот, окись алюминия. Наиболее эффективным является применение кварцевого песка, что обусловлено его доступностью, низкой стоимостью и хорошей прокаливав- мостью. Цинковый порошок составляют из смеси фракций:

(1...3)-Ю 6м-50мас.%

(5...10)-10 6м-50мас.%. Выбор фракций и их соотношения объясня- ется тем, что количество пор размером (3-6) м при изготовлении порошковых деталей составляет 50% всей поверхности. Соотношение размеров пор поверхности и состава цинкового порошка обеспечивает сплошное закрытие пор. Нагрев осуществляется в течение 1,5-2 ч. Выбор указанного времени позволяет избежать охрупчивания детали, которое отрицательно сказывается на последующей операции по запрессовке ВВ в деталь. Кроме того, за это время диффузионное цинкование изделий осуществляется на толщину (15...20)-10 м, являющуюся наиболее оптимальной для деталей ПВА.

Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что:

1) в качестве диффузионной смеси используют смесь из (60..,80) мае. % цинкового

порошка и (20...40) мас.% инертного наполнителя;

2)нагрев осуществляют до температуры (420...480)°С;

3)в качестве инертного наполнителя используют кварцевый песок;

4)цинковый порошок составляют из смеси фракций (1...3)-10 м - 50 мас.% и (5... 10)-10 6 м-50 мас.% ;

5)нагрев осуществляют в течение 1,5...2,0 ч.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию новизна. Совокупность признаков, отличающих заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлена в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

Пример 1. Проводилась коррозионная защита изделий, полученных методом порошковой металлургии. Изделия и диффузионную смесь помещали в контейнер. Состав диффузионной смеси: 70 мас.% цинкового порошка и 30 мас.% инертного наполнителя. Для равномерного распределения диффузионной смеси контейнер поворачивался вокруг своей оси. После чего герметично закрытый контейнер помещали в электропечь при температуре 420-480°С и выдерживали в течение 1,5 ч.

По окончании процесса контейнер выгружали из печи, охлаждали на воздухе, открывали и извлекали изделия, которые, после механической очистки от диффузионной смеси, промывались горячей водой. Толщину защитного слоя определяли весовым методом по сравнению с непокрытыми.

Пример 2. Проводилась коррозионная защита изделий,полученных методом порошковой металлургии. Изделия и диффузионную смесь помещали в контейнер. Состав диффузионной смеси: 70 мас.% цинкового порошка и 30 мас.% электрокорунда. Для равномерного распределения диффузионной смеси контейнер поворачивался вокруг своей оси. После чего герметично закрытый контейнер помещали в электропечь при 420-480°С и выдерживали в течение 1,5 ч. По окончании процесса контейнер выгружали из печи, охлаждали на воздухе, открывали и извлекали изделия, которые после механической очистки от диффузионной смеси промывали горячей водой. Толщину защитного покрытия определяли весовым методом по сравнению с непокрытым.

5 17648216

Лучшие защитные свойства диффузион-цинкового порошка и 20-40 мас.% инертноного защитного покрытия подтвержденыго наполнителя, а нагрев осуществляют до

испытаниями в камере влажности сравни-420-480°С.

тельно с другими видами покрытий (различ-2.Способ поп.1,отличающийся

ные типы гальванопокрытий, лак КО-815,5 тем, что используют цинковый порошок, сопороксидирование).держащий 50 мас.% частиц фракции

Формула изобретения(1-3) м и 50 мас.% частиц фракции

1.Способ нанесения цинковых покры-(5-10) м.

тий на спеченные изделия из железного по-3.Способ по п. 1,отличающийся

рошка, включающий размещение изделий и10 тем, что в качестве инертного наполнителя

диффузионной смеси в контейнере и на-используют кварцевый песок,

грев, отличающийся тем, что, с целью4.Способ по п.1,отличающийся

повышения коррозионной стойкости за счеттем, что нагрев осуществляют в течение

обеспечения сплошности покрытия, диффу-1,5-2,0 ч.

зионную смесь составляют из 60-80 мас.%15 v

Способ нанесения цинковых покрытий на спеченные изделия из железного порошка. Сущность изобретения: изделие и диффузионную смесь размещают в контейнере и нагревают до 420-480°С с выдержкой в течение 1,5-2,0 ч, Диффузионную смесь составляют из 60-80 мас.% цинкового порошка и 20-40 мас.% инертного наполнителя, в частности кварцевого песка. В качестве цинкового порошка используют смесь, содержащую 50 мас.% частиц фракции