Способ обработки стальных изделий Советский патент 1979 года по МПК C23C11/16 

ность меньшую, чем металлы (плотность окислов 3-5 г/см, а плотность стали 7,8 г/см), то при своем образовании они заполняют микропоры керамического покрытия, увеличивая тем самым сцепляемость по типу механического зацепления. Одновременно повышается термостойкость покрытия, поскольку образовавшиеся нитрнды играют роль прослойки с коэффициентом термического расширения, близКИМ к керамике на основе окислов. Нитридная прослойка обеспечивает также коррозионную стойкость защиш,аемого металла.

Пример. Поверхность изделия, например стальной литейный кЬкиль, очиш;ают металлическим песком до образования матовой поверхности. Затем газотермическим напылением наносят окись алюминия фракции 50-70 мкм по принятым режимам: расход плазмообразующего газа (аргон Н+ водород) 1,7 , подача порошка - 10 г/мин, расход транспортируюш,его газа (аргон) 0,16 , дистанция напыления 100 мм, мощность на горелке 20 кВт. После напыления слоя толш,иной порядка 0,5-1,5 мм изделие помещают в среду с активным азотом, например в реторту шахтной печи, в которую подают газообразный аммиак. Азотирование осуществляют в две стадии: 1 стадию проводят при 540°С, степень диссоциации аммиака 30%, расход 5-6 л/мин, выдержка 8 ч, 2 стадию - при 560°С, степень диссоциации аммиака 30%. После выдержки и медленного охлаждения (с печью) до комнатной температуры получают готовое изделие с защитным покрытием, состоящим из слоя окиси алюминия и нитридного подслоя, механически и химически связанного с металлом основы и слоем окиси алюминия. Прочность защитного покрытия без азотирования 80.- 90 кг/см с азотированием 130-150 кг/см.

Пример 2. На внутреннюю рабочую часть стального литого тигля плазменным напылением наносят керамический материал из смеси окиси алюминия и карбида бора толщиной пленки 0,5--0,7 мм (режимы напыления по примеру 1). Затем ведут процесс азотирования по режиму, при котором на стальной поверхности образуется е-фаза. Стойкость тигля с такой обработкой увеличивается с 35-40 до 70-80 дней эксплуатации.

Пример 3. Наносят покрытие из окиси циркония (режимы по примеру 1) на литейный стержень из стали 45, образующий полость в отливке «Граната спортивная. Покрытие из окиси циркония (или окиси алюминия) работает без отслаивания в течение 6 смен работы, а с последующим азотированием - 15 смен работы.

Испытания на термостойкость проводят путем термоциклир01вания на :воздухе при 20-600°С. Без азотирования покрытие отслаивается после 30 циклов, с азотированием - после 70 циклов. Увеличение коррозионной стойкости стали в алюминиевых расплавах проверено экспериментально. Образцы с покрытием из окиси алюминия, а также с дополнительным азотированием и обработкой известной по технологии, погружают в расплав алюминия при 720°С. Разрушение с первым покрытием наступает через 30 ч, аналогичное разрушение вторых через 80 ч, разрущение третьих через 30 ч.

Таким образом, термостойкость изделий повышается в 2-2,5 раза, а их коррозионная стойкость в агрессивных средах в 2,5 раза.

Формула изобретения

Способ обработки стальных изделий, включающий предварительное газотермическое напыление керамических материалов, отличающийся тем, что, с целью увеличения их адгезионной прочности и термостойкости и повыщения стойкости изделий в агрессивных средах, изделия после напыления подвергают азотированию до образования нитридной прослойки.