Способ химико-термической обработки металлов и сплавов Советский патент 1980 года по МПК C23C9/10 

Изобретение относится к области хич мико-термической обработки металлов и сплавов для получения однослойных и многослойных защитных и декоративных покрытий на металлах и сплавах, оно может найти применение в энергетической, авиационной, электротехнической, химической, ювелирной промышленности и в приборостроении для получения защитных покрытий. Известен способ получения диффузяов ных покрытий из транспортного легкоплавкого расплава, сод нсашеич) порошки легирующего компонента при8ОО-9ООС Известен также способ получения на металлах и сплавах засаитво-лекорагаввых покрытий драгоценными мета11лами путем изотермического переноса массы в расплаве натрия 2.: с. целью уменьшения расхода драгоценного металла при нанесении покрытия и получения более равномерного и качественного защитно-декоративного диффузионного слоя серебра н платины на м&ди и армко-жепезе процесс ведут в ампулах, расположенных под углом ЗО к горизонту и вращающихся вокруг своей оси со скоростью 10О об/мин при 43О-47О°С и 630-67О°С для меди и армко-железа соответственно в течение 5-6 ч. С целью экономии драг металла в расплав натрия вводят не более О,3 вес.% диффундирующего компонента огг веса транспортного расплава при отсутствии катадазатора. Процесс осуществляют в ампулах из нитридокремтшвой керамики, обладающей нулевым углом смачивания по отношению к расидаву натрия и химической инертностью по отношению к серебру и платине, Шаако при известных способах невога южао получить из одного расплава многослойное покрытие, т.е. для нанеceiffla многослойного покрытия необходимо последовательно повторять процессы /шффузионного насьндения, что усложняет технояогию и увеличивает время обработки. Кроме того, в расплав вводят чистые металлы при отсутствии катализатора, поэтому процесс обработки длителен и нетехнойогичен. Целью изобретения является получение многослойных диффузионных покрытий на металлах и сплавах из одной ванны расплава легкоплавкого металла, например из расплава натрия, а также снижение температуры насыщения и умекьшение времени обработки, причем обеспечивается нанесение диффузионных слоев металлов в необходимой последовательности. Цель достигается тем, что в транспор ный расплав вводят по 0,3 В9С.% соединений наносимых металлов со значительной разницей в температурах диссоциации (не менее 50 С). Процесс диффузионного насыщения ведут ступенчато, повышая температуру выше температуры диссоциации соединения металла, наносимого на данном этапе, но ниже температуры диссоциации соединения металла, наноси- мого следующим слоем. На каждой температурной ступени делают вьщержку для формирования необходимого по толщи не очередного слоя покрытия. Подбирая соединения металлов таким образом. чтобы их температура диссоциации повы- 30 шалась в той же последовательности, что и необходимый порядок нанесения слоев металлов, получают многослойные покрытия с наперед заданным чередованием слоев наносимых металлов. Пример 1. Наносят на армкожвлезо многослойное покрытие, содержащее медь, серебро и кадмий. В рас,плав натрия вводят по 0,3 Bec..%Cu,,N (температура диссоциации 300C),Ag0 40 (температура диссоциации ) и CdO (температура диссоциации вьш1е 9ОО°С) и процесс ведут ступенчато: при вьщержке в течение 5 ч при 5ОО С происходит осаждение слоя меди на армко-железе при увеличении температуры до 6ОО С и вьщержка в течение 5 ч осаждается слой серебра; при увеличении температуры до 100О С и последующей вьщержке в течение 5 ч происходит нанесение слоя кадмия. Общая толщины полученно3550 го многослойного диффузионного покрытия около 150 мкм. П р и м е р 2, многослойное покрытие на армко-железо из меди, серебра и платины с заданной последовательностью слоев этих металлов, а именно: а) первый слой из меди, второй из серебра, третий (наружный) из платины. В расплав натрия вводят по 0,3 вес. Си S (температура диссоциации 220 С), (температура диссоциации 32О С) и PiCe. (температура диссоциации STOt). Процесс проводят ступенчато при ЗОО, 350 и 5ОО°С с выдержкой на каждой температурной ступени в течение 5 ч. В результате получают многослойное покрытие медь-серебро-платина общей толщиной более 80 мкм; б) получают многослойное покрытие, в котором первый слой медь, второй платина и третий (наружный) серебро. Для этого в расплав натрия вводят по 0,3 вес.% (температура диссоциации 300°С),.(температура диссоциации 37О°С) и (температура ° диссоциации 550° С) и выдерживают при 320, 5ОО и 57ОС по 5 ч. Получаемое таким образом покрытие имеет толщину более 100 мкм и заданное чередование нанесенньпс слоев металлов. Предлагаемый способ позволяет получать ряд . различных многослойных покрытий, а при нанесении однослойного покрытия, введение вместо чистого металла в расплав его соединений также обеспечивает положительный эффект снижение температуры насыщения и уменьшение времени обработки. Параметры процессов получения некоторых диффузионных многослойньгх покрытий приведены в табл. 1. Параметры проведения процессов насьш ения при нанесении однослойных аяффузионных покрытий приведены в табл. 2. Из представленных данных можно сделать вывод, что на металлах и сплавах предлагаемым способом можно получить одно-, двух- и трехслойные покрытия при более низких температурах и меньшей затрате времени. Режимы нанесения покрытий из расплава натрия

Таблица 1

CO;jN3OO

Си

Fe

Agr3550

Cd

CdO900

Си

Си S220

Ae Pt

Fe

Ag CN32O

PtCe,370

Cu N30O

Си

Fe

Ptce.370

Pt

Ag 3550

Ag Cv

К С Оф500

Fe

Cd

CdO900

Cd Cr

Fe

K2CrO 50O

плавы на Pt

е Nt) ИПИ АЛо Ue

илеНд125

o же

At Si Б Re Be Re

Si Ид410

ВдН.о

Be(NClj-t 3H 200

,60O

0O

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 00

ooo

3OO 35O 500 320 500 570 8OO .1000 49O 900 550 1000 400 9OO 59O 100 lOOO 590 1000

77408628 Режим нанесевня прк|}ытай из распл эва натрия

Таблица 2