Способ комплексного диффузионного насыщения стальных деталей Советский патент 1979 года по МПК C23C9/00 

Изобретение относится к мгашиностроению, в частности к получению комплексных покрытий на стальных деталях и может быть использовано в судостроении, авиационной и химической промышленности. Известны способы получения никельфосфорного покрытия, состоящие в осаждении никель-фосфорного осадка и водных растворов солей (никеля серно кислого, натрия фосфорноватистокислого) и последующей термической обработ ки изделия с покрытием с целью уплотнения последнего I. Известен также способ химического никелирования в растворе, содержащем следуюцвие компоненты, г/л: Никель сернокислый20-30 Гипосфит натрия20-30 Уксуснокислый аммоний20-100 Аллилсат5-8 2 Процесс ведут при рН 5,0-6,0 (кислая область) и рН 8,0-10,0 (щелочная область) и 95-100° С. После дополнительного отжига при 400°С в течение 600 мин получают покрытия с твердостью 1100-1250 кг/мм Однако покрытия, полученные по известным способам, обладают значительной пористостью, кроме того, для них характерны поперечные трещины, возникающие под действием растягивающих остаточных напряжений. Указанные недостатки приводят к снижению коррозионной стойкости и коррозионно-усталостной прочности. Цель изобретения - повышение коррозионно-уст алостной прочности деталей в агрессивных средах за счет снижения пористости покрытий и получения в поверхностной зоне сжимающих остаточных напряжений. Эта цель достигается путем дополнительного титанирования при 750- 850°С в течение 1,5-2 ч. При более высокой температуре обработки происходит оплавление никель-фосфорной эвтектики, а при более низкой температуре не наблюдается диффузионное залечивание на достаточную глубину. При реализации предлагаемого способа происходит диффузионное залечивание пор, изменяется структура гтоверхностной зоны. На поверхности образуется зона титанида никеля NijTi и твердого раствора титана в никеле глубиной 10-15 мкм. Изменение фазового состава приводит к появлению в поверхностной зоне сжимающих остаточных напряжений. Получаемое покрытие по сравнению с известным 2 отличается более высокой износостойкостью, повышает ус талостную прочность и коррозионную стойкость стали. Пример . Проводят химическое никелирование деталей из стали 20 по известному способу при 95100 С в растворе, содержащем сернокислый никель, гипосфит натрия, уксуснокислый аммоний и затем проводят титанирование деталей с никельфосфор ным покрытием при в течение 2 ч в смеси состава, %: Титан порошковый50 Окись.алюминия48 Хлористый аммоний2 В результате получают покрытие то щиной 50--80 мкм, поверхностная зона которого состоит из титанида никеля Плотность пор в нем около 5-8%, что в 3 раза меньше, чем в никель-фосфор ном покрытии, подвергнутом стабилизи рующему отжигу. На поверхности обнаруживаются остаточные напряжения сжа тия до 12 кгс/мм, (в никепь-фосфорном покрытии после отжига - остаточные напряжения растяжения до 18 к ГС/мм) . Изобретение обеспечивает повышение долговечности деталей, увеличение межремонтного периода, повышение надежности изделий. Срок службы стального крепежа в результате применения этого способа увеличивается более, чем в 12 раз. Формула изобретения Способ комплексного диффузионного насыщения стальных деталей, заключающийся в получении никель-фосфорного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионно-усталостной прочности деталей в агрессивных средах, детали с никепьфосфорным покрытием Подвергеиот титанированию при 750-850 С в течение 1,5-2 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вишенков С.А. Химические и электрохимические способы осаждения металлопокрытий, М., Машиностроение, 1975, с. 8-15, 36-47. 2.Авторское свидетельство СССР № 290963, кл. С 23 С 3/02, 1969.