Способ силицирования изделий Советский патент 1979 года по МПК C23C11/06 

I

Изобретение относится к химико-термической обработке метаппов и сппавов, предназначается для увеличения износостойкости и коррозионной стойкости детапей машин и может использоваться на машиностроитепьных предприятиях.

Известны способы сипицирования в негерметичном контейнере при температуре 1200 С в порошковой смеси с содержанием галоидного активатора до 5%. а также при температуре 850-10ОО С с использованием смеси следующего состава,%: ферросилиций Сц;45-8О, аммоний хпористый 12, окись алюминия 8 1 и 2

При наличии значительной износостой-. кости сипицированного слоя указаннь1й способ обладает следующими недостатками: небольшая топшина спои (до О,9 мм), возможность предельного насыщения кремнием fl -твердого раствора до 14%, пористость слоя и небольшая твердость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ сипицирования, осуществляемый, например в активной порошковой смеси при температуре 9ОО-1000 С с последующим нагревом изделий ТВЧ в инертной атмосфере до 1210-13OG С, При этом в результате образования жидкой фазы на поверхности деталей формируется беспористый силицированный слой, содержащий до 15% кремния на поверхности глубиной до 15О мкм 3 .

Недостатками этого способа образовайия силицированного слоя даляются высокая температура процесса и сложность технологии насышения. Кроме того, незначительная глубина получаемого таким образом слоя и его состав - насыщенный d -твердый раствор кремния в железе не обеспечивают эффективной защиты по- верхности деталей при одновременных коррозионных и механических воздействиях.

Цель изобретения - упрощение технологии, увеличение глубины слоя и его твердости.

Это достигается путем проведения процесса силииирования при температуре 1150-1200 С при соотношении веса активатора) к общему исходному составу насышакяцей смеси 0,2-0,3. При осуществлении предложенного способа на стали Ст.З в негерметичном контейнере при температуре процесса 117О С в течение 4 ч с испопьзован/1ем активной смеси вес.%: ферросилиций 00(45-68, аммоний хлористый 24, окись алюминия 8, на поверхности образцов был образован сипицированный слой с явными следами поверхностного оплавления, прочно сцеппенный с основой толщиной свыше 2 мм. Полученный беспористый слой не растворяется в концентрированной азотной киспоте .(температура - 50°С, время испытания - 20 ч). Твёрдость слоя 65-70 Н RC. Рентгенодифрактометрические исследования показали наличие фаз FejSt и FeSi в слое. Получение на поверхности изделий жидкой фазы, богатой кремнием и содержащей моносилицид железа, обеспечивается увели чением концентрации исходных компонентов основных химических реакций, идуших при силицировании, оа счет увеличения содержа ния активатора и возрастания тепповыделения этих регисций (удельное тепловыдвпение реакции растет пропорционально тем пературе и логарифму констант равновесия реакций, которые возрастают с температурой). Формула изобретения Способ силицирования издепий в порошковых смесях, содержащих ферросилиций, инертный наполнитель и гапоидный активатор, с нагревом до образования жидкой фазы на поверхности обрабатываемого изделия, личаюшийся тем, что,с целью упрощения технопогии, увеличения глубины диффузионного слоя и его твердости, силииирование осуществл$пот при температуре 115О-1200 С при соотношении веса активатора к общему исходному составу насыщающей смеси О,2-0,3. Источники информации, прин$ггые во внимание при экспертизе 1.Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сппавов, 1965, с. 269-27О. 2.Удовицкий В. И. и др. Влияние силицирования на некоторые свойства среднеуглеродистой стали. Физико-химическая механика материапов, 1969, т. 5, № 1, с. 97-98. 3.Авторское свидетельство СССР № 5О2975, кл. С 23 С 11/ОГ, 1974.