Порошкообразная смесь для алитирования меди Советский патент 1978 года по МПК C23C9/02 

Изобретение относится к области обработки металлов и может применяться при нанесении апитированного покрытия на метаппические поверхности, например на рабочую поверхность медных стенок кристаллизаторов машин для непрерывного питья заготовок. Известны порошкообразные смеси для алитирования металлов и сплавов, состоя щие из насыщающих компонентов, инертн го порошка и ускорителя процесса. В качестве насьпцающего компонента в них применяют порошки агоминия, ферроалюминия или ферроалюминиевомедного сппава. Инертными добавками спужат порошки окиси алюминия ипи белой гпины (каолина а ускорителем процесса - хлористый аммоний. Эти смеси различаются содержанием указанных компонентов Известна также смесь дпя алнтирования меди, включающая алюминий, марганец и (или) железо, активатор и окись агаоминия з. указанные смеси не обеспе- чйваюг толстое пой ного аплти- ровагшого покрытия, которое обгшдало бы высоким качеством поверхности ,ппаотичностью и дпитегЕЬНой износостойкостью при Tpenviii в контакте с твердыми метапламн п шпакам в усповиях высоких температур к .механических иагруэок„ Такими сройствамн допжао обладать, например, покрытие рабочей поверхности медных стенок кркстапяпэаторов машин дпя непрерьпэ- ного Ш1тья заготовок. В качестве прототипа выбрана порошкообразная смесь, включающая сплав, содержащий алюминий и железо (ферроалюминий 5O« -74;.V), хпористый аммоний 1%, окись ашомнння остапьное 4, Продолжительность выдержки и температура выбираются в аависнмости от требуемой ГГ1убИНЬ о Процесс апитярования при низких температурах («60ОС) является непроизвоительньгМо особенно когда требуется ольшая тотни а покрытия. Повышение температуры продесса гюз-вог1Е0т увепачить тошдрзну споя но покрытие в этом получается хрупким, на поверхности издепия возникают дефек- тьт от самопроизвогшного выкрашивания хрупкой кругчокрнстаялической составляюшей сйоя {твердого раствора ашомйнйй в меди, соответствующего формуле Qa-5 А j, ). По этим причинам изделия с тоястоснойным аш тированным покрытием .оказьдааются непригодными к эксппуата- Шгшю настошдего изобретения smnseiv. Си подучекие топстоспойного, пяастично го н износостойкого покрытия, пригодного ДШ йпитешзной эксгпгуатацйи в качестве рабочего стюя ,на поверхности медных стенок гфисгадкизаторов. Указанная цепь достигается тем, что в сгашв, содерлсаший аггюмииий н же пезо, по пОпнитепьно вводят марганец, никель, кремний и медь в количествах, искшочаю ший образование в поверхностном сгюе ап тирйваино.го покрытия скоплений хрупких структурных составпйюших при относитеп но высоком (до 12%) содержании в нем ашомйния и сохраняющих сппаау достаточА томинийсодержащий по пор. сгшав Характеристика алитированного покрытия ую хрупкость дая пегкого измельчения твердом состоянии в порошки м госих ракций. Этой цеди удовпетворяет порошкообазная смесь, состоящая из 45-70% сплаа, содержащего агаоминий и жепезо, . лористого аммония и окись алюминия стальное, сплав допопнитепьно содержит арганец, кремний, никель и медь при спедующем соотношении компонентов, вес.%: Агаоминий4О-.5О Марганец4-10 Кремний3-Ь Никель3-7 Медь1-6 ЖепезоОстальное Примеры применения предлагаемой смеси -дпя аднтирования медньгх образцов в сравнении с известными смесями приведены в таблице (апнтирование проводили в смесях, содержащих 6О% ашоминийсодержащего сппава, 39% окиси алюминия и 1% хлористого аммония, при 850 С в течение 8 часов; изменение содержания в смеси апюминийсодержащего сплава в пределах практически не влияет на свойства получаемого покрытия).

40%. ле , 32% Fe, 10% МП, 5% Si.

7% Mi, 6% Си 45% Ае, 35% Fe, 7% Мя, 4% Si, 5% N1, 4% Си 5О% Ае, 39%, Fe 4% МП, 3% 9-i 3% Ni 1% Си феррс алюминкй

ферро. алюминий Как видно из таблицы, применение пред лагаемрй смеси в сравнении с пороингообразнымк .смесями, содержащими в качест- ве насьпдающего компонента ферроапюмн ннй, позводяет увегшчить топщину алитнрованного покрытия в 1,5-2 раза, повысить пластичность споя в раа lio- высить износостойкость единицы тошци ны слоя при абразивгюм истирании пример60-70

1,7 5О«60

1,5

5-101

15-20

1.5 НО на 1096, или всего покрытия в 1,6- 2,2 раза, Применение в смеси сплава, содержащего менее нижнего рекомендованного пре- дела марганца, никеля и кремния, малоэффективно и приводит к получению более хрупкого апитированного покрытия, появлениюдефектов поверхности и сни- жеиию ианосостойкости слоя. Свойства покрытия в этом случае такие же, как пр использовании в смеси 50%-ного ферроалюминия. Повышение содержания марганца, меди и никепя в сплаве более верхнего предепа не пргазодит к дальнейшему улучшению свойств получаемого покрытия, однако уве личивает пригар смеси к изделию и затру няет удаление последнего с поверхности слоя. Кроме того, повышение содержания никеля в сплаве приводит к уменьшению хрупкости сплава, что затрудняет измельчение его в порошок. Изобретение проверено в производствен ных условиях при алитировании медных гильзовых кристаллизаторов диаметром 12О н ЗОО мм на Златоустовском металлургическом заводе. Получены качественные покрытия, не требующие дополнительной обработки поверхности, с толщиной рабочего слоя 1,2-3 мм. Формула изобретения Порошкообразная смесь для алитирования меди, состоящая из 45-70% сплава содержащего алюминий и железо, 1-2% хлористого аммония и окись остальное, отличающаяся тем, что, с цепью увеличения пластичности, толщины и износостойкости покрытия, сплав дополнительно содержит марганец, кремний, никель и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%: Агаоминий4О-5С Марганец4-10 Кремний3-5 Никель3-7 Медь1-6 ЖелезоОстальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Миикевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М., Машиностроение, 1965, с. 154-158, 417-420. 2.Авторское свидетельство СССР №199625, кл. С 23 С 9/О2, 1967, 3.Авторское свидетельство СССР №480777, кл. С 23 С 9/О2,, 1975. 4.Райцес В. Б. Технология химикотермической обработки на машиностроительных заводах, М.,Мащиностроение, 1965, с. 264-265.