Способ диффузионного хромирования в вакууме Советский патент 1993 года по МПК C23C10/32 C23C10/40 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному насыщению стальных изделий в вакууме, и может быть использовано в машиностроении и энергетике для улучшения физико-механических и прочностных свойств обрабатываемых деталей.

Целью изобретения является увеличение толщины диффузионного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем насыщение в контейнере с гранулированным хромом, создание вакуума, нагрев, выдержку и охлаждение, проводят распаковку контейнера термоциклирование и повторное хромирование. При этом термоциклирование ведут в интервале температур 860-630°С, при количестве циклов 8-10.

Оптимальное число циклов в зависимости от марки стали составляет 8-10 раз, а

температура термоциклирования 830- 860°Сг630-650°С.

Термоциклирование необходимо для того, чтобы создать благоприятные условия для диффузии хрома в глубь детали, за счет уменьшения зернистости стали и увеличения количества дефектов кристаллической решетки, что облегчает диффузию, активизирует кинетику хромирования и обеспечивает увеличение толщины диффузиолного слоя.

Таким образом, вследствие термоциклирования получается структура способствующая проникновению хрома в глубь насыщаемой детали.

На чертеже дана схема протекания процесса по предлагаемому способу.

Способ осуществляется следующим образом.

Детали укладываются в контейнер с гранулированным хромом, контейнпр устанавел

с

оо

О

со

Јь

О

ю

ливается в вакуумную камеру, где создается необходимый вакуум и заданная температура. После чего этот режим поддерживают в течение 6-8 ч, и затем охлаждают до комнатной температуры. Детали вынимают из контейнера, устанавливают в кассеты и термо- циклируют в вакууме. Оптимальное число циклов в зависимости от марки стали 8-10, а температура 830-860°С 630-650°С. По окончании термоциклирования детали вынимают из кассет, укладывают в контейнер с гранулированным хромом, устанавливают контейнер в вакуумную печь и хромируют в течение 6-8 ч.

Пример. Проводилось диффузионное хромирование стали ШХ-15 в вакууме.

Детали укладывались в полугерметичный контейнер, засыпались порошком хрома Х97 грануляцией 0,5 мм. Контейнер устанавливали в вакумную печь СНВЭ- 1.21/16-НЗ, где создавали вакуум 1,33х х 101 Па и температуру 1185°С..Выдерживали 8 ч, после чего давали печи остыть, доставали контейнер из камеры, распаковывали его, отделяли детали от хрома, укладывали их в кассеты, устанавливали в камеру, создавали вакуум 1,33 Па и проводили восемь термоциклоов в температурном интервале 840° 640°С. По.сле термоциклирования проводили повторное хромирование в течение 8 ч.

0

5

0

5

0

Полученные результаты приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что оптимальное число циклов 8-10, дальнейшее увеличение которых не сказывается на увеличении толщины диффузионного слоя, или оказывает не существенное влияние.

Технико-экономическое преимущество данного способа по сравнению с прототипом заключается в увеличении диффузионного слоя до 2-х и более раз, что способствует улучшению физико-механических свойств деталей и увеличивает срок эксплуатации.

Формула изобретены я

1. Способ диффузионного хромирования в вакууме, включающий насыщение в контейнере с гранулированным хромом, создание вакуума, нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью увеличения толщины диффузионного слоя, после охлаждения проводят распаковку контейнера, термоциклирование изделий в вакууме и повторное хромирование.

2. Способ по п. 1, о т ли ча ю щ и и с я тем, что термоциклирование ведут в интервале температур 860-630°С.

3. Способ по п.1, отличаю щи и с я тем, что термоциклирование проводят с 8- 10 циклами.

Использование: изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному насыщению стальных деталей в вакууме, и может быть использовано в машиностроении и энергетике для улучшения физико-ме- -ханических свойств обрабатываемых деталей. Сущность изобретения: изделия загружают в контейнер с гранулированным хромом, создают вакуум, нагревают, выдерживают, охлаждают, после чего контейнер распаковывают, проводят термоциклирова- ние изделий в вакууме и повторное хромирование. Термоциклирование проводят в интервале температур 860-630°С с количеством циклов 8-10, 1 табл., 1 ил.