Способ получения покрытий Советский патент 1993 года по МПК C23C8/10 C23C10/48 

Изобретение относится к обработке поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. .

Известен способ твердого анодиро- еанил алюминия при плюсовых температурах.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения покрытий, включающий алитирование с охлаждением и последующее оксидирование.

Целью изобретения является повышение микротвердости обработанных изделий, увеличение электрической прочности и прочности сцепления сформированного оксидного покрытия.

Это достигается тем, что заготовку из сплава или керамического материала предварительно подвергают тер- модиофузионному алитированию на глубину 10 ...0,5 мм, с последующим охлаждением и оксидированием алитиро- ванного слоя на глубину ... ...0,3 мм.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку помещают в печь-оанну с жидким алюминием или его сплавом, либо в ретортную печь, где заготовку засыпают ферроалюминием и пропускают хлор и хлористый водород, либо в контейнер камерной печи с порошками алюминия и Л140. Алитирование в жи/жом расплаве проводили при 680...850°С в течение 0,1...2 ч, в газовой среде - при 950...1000°С в течение П,2...6 ч, в порошках - при 850...1300°С в течение 2...С ч. Насыщение поверхностного слоя заготовки алюминием осуществляли также после плазменного напыления алюминия на ее поверхность и последующей диОДуэионной термообработки в вакууме при 1000...1300°С. Изменяя температуру среды и время выдержки, добиваются требуемой глуби+ ы диффузионного насыщения поверхности заготовки алюминием. После алитирования заготовку извлекают из печи и охлаждают с требуемой скоростью. При необЁ

00

ю ю

Јь 4 О

см

ходимости, изменяя скорость охлаждения заготовки, проводят закалку для ,её упрочнения. Затем заготовку под- вергают микродуговому оксидированию, помещая о ванну с раствором слабой щелочной среды и подводят ток на электроды, один из которых закреплен на заготовке, другой - на внутренней поверхности ванны. При взаимодействии JQ электрического тока, щелочной среды и алюминиевого покрытия заготовки происходит окисление алюминия с образованием оксида А1203. Толщина оксидного покрытия изменялась при варьиро- « вании температуры щелочной среды (293,..303 К), плотности тока (15... 30 А/дм2) и времени оксидирования (30...300 мин).

Пример. Заготовки из стали: «о малоуглеродистой - стали 20, средне- углеродистой - стали 5, углеродистой инструментальной - стали ХВГ, быстрорежущей - типа Pl8, P6M5, чугуна - ВЧ50, сплава на основе никеля - нимо-25 ник 90, Х20Н80, сплава на основе кобальта - сплав ЛК , специальных сталей - Х13Н10Т, керамики - карбида кремния (SiC), дисилицида молибдена (MoSi2) помещают в печь-панну с жидким расплавом алюминия - А99 или его сплавов АЛ, АМц, АМг 6, /Ч6, либо в реторную печь с ферроалюминием, в ко торую подают хлор и хлористый водород, либо в контейнер камерной печи с порошками алюминия и оксида алюминия (А1г03), либо напыляют на ее поверхность слой алюминия и затем подвергают диффузионной термообработке в вакууме. После алитирования заготовки подвергали микродуговому оксидированию в щелочной среде, состоящей из дистиллированной воды, едкого кали (2... t г/л) и жидкого стекла (0...9 г/л). После оксидирования определяли свойства покрытий по стандартным методикам: прочность напыления - Gц, микротвердость - HV, электрическую прочность ЕПр.

Для применяемых материалов указанделах: О сц 160...200 МПа, - 15...20 ГПа, Е„Р 3...5 к

Применение предлагаемого по сравнению с прототипом по расширить его технологически можности за счет получения и с требуемым комплексом свойс тающих в себе, как свойства ла заготовки, так и оксидног тия. Возможность закалки неп венно после алитирования обе ет в широких пределах измене свойств получаемых изделий. точность изделий гарантирова скольку геометрические разме товок не изменяются, как на элитирования, так и оксидиро

Если глубина алитированно меньше мм, то при по щем оксидировании происходит ние материала заготовки, что к уменьшению прочности сцепл сидного покрытия.

При глубине алитирования 0,5 мм увеличивается длитель процесса, получение изделий ся экономически невыгодным.

Если глубина оксидировани больше ,..0,3 мм (при алитирования равной , то происходит окисление мате готовки и уменьшается прочно ленил оксидного покрытия, на слой которого становится рых плотность уменьшается.

В том случае, когда глуби дирования будет меньше 6-100,3 мм, то невозможно полнос лизовать свойства оксидного

Формула изобрет

Способ получения покрытий верхности металлических и кер ких изделий, включающий алити с последующим охлаждением и о рование, отличающий тем, что алитирование изделий дят на глубину 10«10 3 - 0,5 оксидирование алитированного

30

35

40

45

ные характеристики изменялись в пре- 50 на глубину - 0,3 мм„

Составитель Э.Атрошенко

Корректор А.Мотыль

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал

JQ «

«о 25«

822ОД9«

делах: О сц 160...200 МПа, HV - 15...20 ГПа, Е„Р 3...5 кВ мм

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет расширить его технологические возможности за счет получения изделий с требуемым комплексом свойств, сочетающих в себе, как свойства материала заготовки, так и оксидного покрытия. Возможность закалки непосредственно после алитирования обеспечивает в широких пределах изменение свойств получаемых изделий. Высокая точность изделий гарантирована, поскольку геометрические размеры заготовок не изменяются, как на этапе элитирования, так и оксидирования„

Если глубина алитированного слоя меньше мм, то при последующем оксидировании происходит окисление материала заготовки, что приводит к уменьшению прочности сцепления оксидного покрытия.

При глубине алитирования больше 0,5 мм увеличивается длительность процесса, получение изделий становится экономически невыгодным.

Если глубина оксидирования будет больше ,..0,3 мм (при глубине алитирования равной ,„.0,5 мм), то происходит окисление материала за готовки и уменьшается прочность сцеп- ленил оксидного покрытия, наружный слой которого становится рыхлым, плотность уменьшается.

В том случае, когда глубина оксидирования будет меньше 6-103... 0,3 мм, то невозможно полностью реализовать свойства оксидного покрытия.

Формула изобретения

Способ получения покрытий на поверхности металлических и керамических изделий, включающий алитирование с последующим охлаждением и оксидирование, отличающийся тем, что алитирование изделий проводят на глубину 10«10 3 - 0,5 мм, а оксидирование алитированного слоя

30

35

40

45

50 на глубину - 0,3 мм„

Использование: в машиностроении и других отраслях промышленности. Сущность способа состоит в том, что металлическое или керамическое изделие алитируют на глубину 10-10 3 - 0,5 мм, охлаждают и затем оксидируют на глубину - 0,3 мм. Обработка изделий по изобретению обеспечивает необходимый уровень микротвердости, электрической прочности и прочности сцепления формируемого покрытия.