Способ нанесения карбида титана на изделия Советский патент 1982 года по МПК C23C11/08 

(5) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КАРБИДА ТИТАНА НА ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к получению диффузионных покрытий и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других областях народного хозяйства. Известен способ получения карбиДа титана на металлических изделиях путем восстановления четыреххлористо го титана титановой губкой или титановым порошком при пониженном давлении и температуре 900-1000°С с использованием четыреххлористого углерода, который отличается длительностью (до 5 ч) процесса., трудоемкостью упаковки изделий и дозировки четырех хлористдго углерода в реакционную зо ну СП. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ получения карбида титана на изделиях в смеси газообразных продуктов, состоящих из четыреххлористого титана, газообразного углеводорода и водорода при температуре 700-900 С и пониженном давлении Г2. К недостаткам этого способа полу- ; чения карбида титана на металлических изделиях относится использование пожаро- и взрывоопасных смесей водорода и углеводородов, например метана, пропан-бутана и др., которые необходимо подвергать глубокой очистке, а при использовании непредельных углеводородов во избежание образования большого количества сажи применять предварительный пиролиз, что значительно усложняет технологию нанесения карбида титана и удорожает стоимость процесса. Цель изобретения - упрощение техт нологии нанесения карбида титана на изделия и создание взрывобезопасных условий труда. Для достижения поставленной цели в способе нанесения карбида титана на изделия путем восстановления четыреххлористого титлна rf среде водорода и карбидообразущего вещества в качестве карбидообраэующего вещества используют пар ксилола в количестве 10-20% (об).

В реакционной зоне при 700-90СРС в результате взаимодействия паров, ксилола и четыреххлористого титана образуется слоимое органическое соединение титана типа Бис-(циклопентадиенил)-дихлортитана, разлагающееся при этих, температурах на титан, углерод и хлористый водород,

При больших концентрациях пароо ксилола (более 20% (об) на поверхности изделия образуется плотная кор ка молекулярного углерода, препятст вующая диффузии атомарного углерода и титана а глубь изделия, снижая тем самым эффективность процесса. При концентрации паров ксилола в парогазовой смеси менее 10% (об) снижается степень использования четыреххлористого титана и скорость роста покрытия. Способ осуществляется следующим образом. Процесс нанесения карбида титана на сталь У9 и ст.З осуществляют в

реакционной камере диаметром 30 мм, которая установлена в трубчатую печь сопротивления, при избыточном давлении водорода (100-200 мм вод. ст.).

Подготовленные образцы (протравленные, обезжиренные) загружают в реакционную камеру и при избыточном давлении водорода (100-200 мм вод,ст.) повышают температуру до 900-1000°С.

После установления указанной температуры в реакционную камеру подают парогазовую смесь, состоящую из TICI, водорода и ксилола путем боротирования водорода со скоростью 3-5 л/ч через смесь ксилола. взятых в отношении 1 5:1 по объему. Отработанную парогазовую смесь сжигают на свече. Процесс осаждения карбида титана длится 2 ч. По истечении этого времени печь отключают, подачу парогазовой смеси прек-. , ращают и при избыточном давлении водорода (100-200 мм вод. ст.) образцы охлаждают до 100-150°С вместе с печью. В таблице приведены свойства покрытия.