Способ химико-термической обработки металлов и сплавов Советский патент 1980 года по МПК C23C17/00 

(54) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ,МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1

Изобретение относится к области , нанесения покрытий изделий металлами, касается химико-термической обработки металлов и сплавов и является усовершенствованием известного спосо-5 ба по авт. св. № 261089.

В основном изобретении описан способ химико-термической обработки металлов и сплавов с использованием нагрева до образования жидкой фазы для О интенсификации диффузионных процессов. С целью снижения температуры интенсивной диффузии элементов в жидкой фазе и уменьшения структурных изменений в обрабатываемой детали нагрев произ-15 водят в твердой насыщающей смеси до температуры плавления эвтектики, образованной при контакте материала обрабатываемой детали с компонентами смеси. 20

Этот способ имеет ряд недостатков.

Во-первых, в змржность его использования ограничена тем, что не все легирующие компоненты, введение которых в поверхностный слой обрабатываемой 25 детали целесообразно, дают диаграммы эвтектического типа с материалом обрабатываемой детали.

Во-вторых, температура плавления некоторых из эвтектик достаточновы- 30

сока, что вызывает значительные структурые изменения в материале обрабатываемой детали с: увеличением времени нагрева и т.д.

Цель предлагаемого способа состоит в устранении этих недостатков - в расширении номенклатуры легирующих элементов в обеспечении возможности варьирования температуры химико-термической обработки и сокращении времени обработки.

Поставленная цель достигается тем, что насыщенную смесь приготавливают из компонентов эвтектического состава.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Приготовленную насыщающуюсмесь, компоненты которой могут образовывать между собой эвтектический состав, на-, носят в виде пасты на часть или всю поверхность детали, подлежащей термообработке. Деталь (или ее часть) нагревают, например, посредством ТВЧ, до температуры плавления эвтектической смеси. При этом в зоне контакта эвтектического состава насыщающей смеси и детали образуется жидкая фаза, ускоряющая процесс растворения компонентов пасты, их диффузию и взаимо.действие с материалом детали. Ускорение процесса является следствием того, что растворение легирующих компонентов из жидкой фазы происходит с высокой скоростью и перестает быть лимитирующим фактором диффузии.

Предложенный способ может быть использован так же и в том случае, когда один из компонентов насьт;а ощей смеси образует эвтектику с материалом детали.

Состав паст может быть различным в зависимости от того, чем необходимо насыщать поверхностный слой детали.

Например, паста из смеси железа и графита, дающей эвтектику при 1150 С, может быть использована для цементации поверхности детали.

Паста из смеси углерода и никеля, дающей эвтектику при 1318°С, образует цементованный слой, насыщенный никелем. Время процесса варьируется в зависимости от необходимой глубины насыщения поверхностного слоя и от требуемой концентрации легирующего элемента в диффузионном слое.

П р .и м е р. Проводят обработку не ст. 45х с нанесением пасты эвтектического состава, содержащей карбид бора и ферротитан. При выдержке при . 1300 С в течение 7-10 с образуется диффузионный слой толщиной 0,8-1,2 мм, состоящий из карбидов и боридов титана и железа переменного содержания в железной матрице.

При реализации известного способа за 10с получают толщину покрытия 0,4-0,5 мм. Таким образом, предлагаемый способ в 1,5-2 раза позволяет сократить время обработки.

Формула изобретения

Способ химико-термической обработки металлов и сплавов по авт. св. № 261089, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры легирующих элементов и сокращения времени обработки, насыщение ведут из смеси компонентов эвтектического состава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 261089, кл. С 23 С 17/00, 1965.