Способ получения карбидных покрытий на металлах и сплавах Советский патент 1981 года по МПК C23C11/10 

Изобретение относится к химикотермической обработке материалов, широко применяемой в промышленности дйя повышёния эксплуатационных свойс изделий. Известен способ нанесения карбидных покрытий на поверхность сплавов при пониженном давлении, согласно которому изделие помещают в камеру с порошком карбидообразующего металла, в ней создают вакуум мм рт.ст., нагревают до 950-2000с,вво дят четыреххлористый углерод и осуществляют выдержку в течение 2-4 ч Однако указанный способ характеризуется недостаточной толщиной образующихся карбидных слоев, их низкой пластичностью, а также невоз можЦостью получать карбидные покрытия на безуглеродистых и малоуглеро дистых материалах. Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения на поверх ность металлов и сплавов покрытий н основе карбида титана, включающий в себя помещение изделий в камеру с древесным углем и порошками титана и хрома, вакуумирование до 10 мм рт.ст., нагревание до температуры изотермической выдержки, повторное вакуумирование до 10 мм рт.ст., введение четыреххлористого углерода и изотермическую выдержку 2. Однако покрытия на основе карбида титана, полученные таким образом, характеризуются недостаточной коррозионной стойкостью. Цель изобретения - повышение коррозионной СТОЙ1 ОСТИ. Поставленная цель достигается тем, что изделия помещают в камеру с порошковой смесью, содержащей следующие компоненты, вес.%: хром 3556, древесный уголь 20-50, ванадий 15 15-24. Камеру герметизируют. Создают в ней вакуум 10 мм рт.ст., отключают вакуумный насос и производят нагрев до температуры изотермической выдержки. По достижении последней проводят повторное вакуумирование камеры до дашления Ю мм рт.ст., отключают вакуумный насос, вводят 4-5 мл четыреххлористого углерода из расчета на 1 м насыщаемой поверхности и осуществляют выдержку в течение 1-6 ч. После окончания процесса нанесения покрытий изделия вместе с камерой охлал-дают до комнатной температуры

и подвергают дальнейшей механической и термической обработке.

Пример 1. Изделия из технического железа и из стали У10А помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес. I Древесный уголь35

Порошок ванадия15

Порошок хрома50

Камеру герметизируют и вакуумирую до мм рт.ст., затем форвакуумный насос отключают, камеру нагревают до 1050°С, вновь вакуумируют до 10 мм рт.ст,, вводят в нее 10 мл/м четыреххлористого углерода и осуществляют вьвдержку 2 ч. После окончания выдержки камеру с изделиями охлаждают до комнатной температуры. В результате на изделиях из технического железа образуется покрытие толщиной 5,0 мкм с микротвердостью 2000 кгс/мм , выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость составляет в воде 0,0136 г/м -ч; в 0,1 н.растворе HnSO в воде 0,2.610 .

На изделиях из стали У10А образуется покрытие толщиной 14,0.мкм с микротвердостью 2400 кгс/мм, выдерживающее 3 цикла пластического деформирования до разрушения, коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0130 кг/м-ч в 0,1 н. растворе в воде 0,2605 ,

Пример 2. Изделия из технического железа и из стали У10А помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес. о Древесный уголь36

Порошок ванадия19

Порошок хрома45

Камеру герметизируют и вакуумирую до мм рт.ст. Затем форвакуумный насос отключают, камеру нагревают до 1050°С, вновь вакуумируют до рт.ст., вводят 10 мл/м че тыреххлористого углерода и осуществляют изотермическую выдержку 2ч. После окончания выдержки камеру с изделиями охлаждают до комнатной температуры.

.В результате на изделиях из техничесжого железа образуется покрытие толщиной 5 мкм с микротвердостью 2000/кгс/мм - выдержийающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0138 кг/м ч; в 0,1 н,растворе в воде - 0,2612 г/м ч.

На изделиях из стали У10А образуется покрытие толщиной с микротвердостью 2400 кгс/мм, выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0133 в 0,1 н. растворе . в воде 0,2608 г/м.ч.

Пример 3. Образцы из технического железа и стали помещают в камеру с древесным углем и порошками ванадия и хрома при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Древесный уголь 20

Порошок ванадия24

Порошок хрома56

Камеру герметизируют и вакуумируют до мм рт.ст. Затем форвакуумный насос отключают и камеру нагревают до , вновь вакуумируют до 10 мм рт.ст., вводят

10 мл/м четыреххлористого углерода и осуществляют изотермическую вЕлдержку в течение 2 ч, после чего камеру с образцами охлаждают до комнатной

температуры.

В результате на изделиях образуется покрытие толщиной 4 мкм с микротвердостью 1900 кгс/мм , выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость образцов с покрытием составляет в воде 0,0134 ,в 0,1 н.растворе ИлЗО-д в воде 0 0,2606 г/м.ч.

На образцах из стали У10А образуется покрытие .толщиной 14,0 мкм с микротвердостью 2300 кгс/мм , выдерживающее 4 цикла пластического деформирования до разрушения. Коррозионная стойкость составляет в воде 0,0128 в 0,1 н.растворе H(2.S04 в воде - 0,2600 r/м-ч.

Предлагаемый способ позволяет увеличить коррозионную стойкррть карбидных покрытий в 1,5-1,8 раз. . Компоненты, используемые в процессе

5 нанесения покрытий, не налипают на поверхность изделий. Загрязнения окружающей среды не происходит. Предлагаемый способ взрывобезопасе

Формула изобретения

Способ получения карбидных покрк, тий на металлах и сплавах, включающий загрузку деталей в камеру с порошковой смесью, содержащей хром и древесный уголь, вакуумирование, нагрев до температуры насьицения, вьодержку, повторное вакуумирование, заполнение камеры четыреххлористым

углеродом, выдержку и охлаждение,

отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стой-, кости, в порошковую смесь дополнительно вводят ванадий при следующее

соотношении компонентов, вес.%:

58637146

Древесный уголь 20-501. Защитные покрытия на металлах.

Хром35-56 К., Наукова думка , вып. 5, 1971,

Ванадий15-24 с. 65.

Источники информации,по заявке 2615213/22-02,

принятые во внимание при экспертизе е кл. С 23 С 11/10, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР