RU2563404C1

RU2563404C1 - Diffusion coating application method

Info

Publication number: RU2563404C1
Application number: RU2014125504/02A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Красин; Светлана Игоревна Союстова
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-09-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: method of the diffusion saturation of the metal products surface includes holding at the given temperature in the metal container with transport melt. The metal products are submersed in the metal container made out of the metal, which components are base of the applied diffusion coating, filled with the transport melt, being sodium grade "ЧДА", which is added with oxygen admixture in form of sodium peroxide Na₂O₂ of grade "Ч". Then metal parts are submersed in it, and are sealed by GTAW, then the metal container is located in the tight case out of steel 12X18H10T and is held in the furnace at 800°C for the time period from 5 to 20 hours depending on the applied coating components. Then the container is opened, metal products with the applied coating are removed, and residues of the transport melt are removed from their surface using ethanol.

EFFECT: extension of the range of applied coatings, and production of products with specified coatings having special physical and chemical properties.

2 ex, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов для получения защитных покрытий и может найти применение в энергетической, электротехнической и химической промышленности.The invention relates to chemical-thermal treatment of metals and alloys to obtain protective coatings and may find application in the energy, electrical and chemical industries.

Уровень техникиState of the art

Известен способ [1] и расплав [2] для нанесения диффузионных покрытий на поверхность металлических изделий. Способ заключался в том, что покрытие наносилось на поверхность металлических изделий путем их выдержки при заданной температуре в транспортном расплаве, содержащем предварительно введенный насыщающий компонент. В качестве транспортного расплава использовались легкоплавкие металлы Li, Na, К, Pb, Bi, содержащие 5 мас.% насыщающего компонента (Be, В, Al, Si, V, Nb, Ni, Mo, W, Pt).The known method [1] and melt [2] for applying diffusion coatings on the surface of metal products. The method consisted in the fact that the coating was applied to the surface of metal products by holding them at a given temperature in a transport melt containing a previously introduced saturating component. The fusible metals used were low-melting metals Li, Na, K, Pb, Bi, containing 5 wt% of a saturating component (Be, B, Al, Si, V, Nb, Ni, Mo, W, Pt).

Недостатком данного способа и расплава является невозможность нанесения покрытия, основой которого является металлический компонент, растворимость которого в транспортном расплаве не превышает 0,05 мас.% при температуре выдержки, а также невозможность использовать изделия, на которые наносятся покрытия, в состав которых входят компоненты, растворимость которых в транспортном расплаве превышает растворимость насыщающего компонента.The disadvantage of this method and the melt is the impossibility of coating, the basis of which is a metal component, the solubility of which in the transport melt does not exceed 0.05 wt.% At a holding temperature, and the inability to use products that are coated, which include components, the solubility of which in the transport melt exceeds the solubility of the saturating component.

Технический результатTechnical result

Целью данного способа нанесения металлических покрытий на поверхность металлических изделий является придание поверхностным слоям этих изделий особых физико-химических свойств.The purpose of this method of applying metal coatings to the surface of metal products is to give the surface layers of these products special physical and chemical properties.

Технический результат, на который направлено данное изобретение, заключается в расширении номенклатуры наносимых покрытий.The technical result that this invention is directed to is to expand the range of applied coatings.

Для достижения данного технического результата разработан способ нанесения диффузионного покрытия в результате технологического процесса, в котором предусмотрен этап предварительного введения примеси кислорода в виде пероксида натрия Nа₂О₂ марки Ч в транспортный расплав, а также исключен этап предварительного введения насыщающего компонента в его состав.To achieve this technical result, a method for applying a diffusion coating as a result of a technological process has been developed, which provides for the stage of preliminary introduction of oxygen impurities in the form of grade N Na ₂ O ₂ sodium peroxide into the transport melt, and also eliminates the stage of preliminary introduction of a saturating component into its composition.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Металлические изделия погружают в металлический контейнер с транспортным расплавом, представляющим собой натрий марки ЧДА (химический состав представлен в таблице), в который с целью ускорения диффузионного насыщения дополнительно вводилась примесь кислорода в виде пероксида натрия Nа₂O₂ марки Ч. Контейнер изготавливается из материала, компоненты которого являются основой наносимого диффузионного покрытия. В данном процессе не предусматривается предварительное введение насыщающего компонента в транспортный расплав.Metal products are immersed in a metal container with a transport melt representing ChDA grade sodium (the chemical composition is presented in the table), in which, in order to accelerate diffusion saturation, an admixture of oxygen in the form of grade ₂ Na ₂ O ₂ grade sodium peroxide was added. The container is made of material whose components are the basis of the applied diffusion coating. This process does not foresee the preliminary introduction of a saturating component into the transport melt.

После заполнения контейнера транспортным расплавом и погружения металлических изделий он герметизируется аргонно-дуговой сваркой. В связи с высокой температурой проведения процесса для надежной изоляции от атмосферы, металлический контейнер помещается в герметичный чехол из стали 12Х18Н10Т. Подготовленная таким образом конструкция выдерживается в печи при температуре 800°С в течение периода времени длительностью от 5 до 20 часов в зависимости от того, какой компонент наносится. После вскрытия контейнера металлические изделия с нанесенным покрытием извлекаются из контейнера. Для удаления остатков транспортного расплава с их поверхности используется этанол.After filling the container with transport melt and immersing metal products, it is sealed by argon-arc welding. Due to the high temperature of the process for reliable isolation from the atmosphere, the metal container is placed in a sealed case made of 12X18H10T steel. Thus prepared design is maintained in an oven at a temperature of 800 ° C for a period of time from 5 to 20 hours, depending on which component is applied. After opening the container, the coated metal products are removed from the container. Ethanol is used to remove residual transport melt from their surface.

Данный технический результат обеспечивает возможность использования в качестве насыщающего компонента металлов с низкой растворимостью в транспортном расплаве, а также предусматривает нанесение покрытий на изделия, в состав которых входят компоненты, растворимость которых в транспортном расплаве превышает растворимость насыщающего компонента.This technical result makes it possible to use metals with low solubility in the transport melt as a saturating component, and also provides for coating products that include components whose solubility in the transport melt exceeds the solubility of the saturating component.

Примеры выполненияExecution examples

Пример 1. В металлическом контейнере из материала сталь 10 наплавили расплав, представляющий собой металлический натрий марки ЧДА 95,25 мас.% и Na₂O₂ марки Ч 4,75 мас.%. При температуре 800°С в расплав был опущен образец из никеля марки H1. За 10 часов получено железное покрытие на никеле толщиной 16 мкм и концентрацией железа на поверхности 96,5 мас.%.Example 1. In a metal container of material steel 10, a melt was deposited, which was metal sodium of grade ChDA 95.25 wt.% And Na ₂ O ₂ grade Ch 4.75 wt.%. At a temperature of 800 ° C, a sample of H1 grade nickel was lowered into the melt. In 10 hours, an iron coating was obtained on nickel with a thickness of 16 μm and an iron concentration of 96.5 wt.% On the surface.

Пример 2. В металлическом контейнере из ниобия марки НБ-1 наплавили расплав, представляющий собой металлический натрий марки ЧДА 95,25 мас.% и Na₂O₂ марки Ч 4,75 мас.%. При температуре 800°С в расплав был опущен образец из никеля марки H1. За 10 часов получено ниобиевое покрытие толщиной 21 мкм и концентрацией ниобия на поверхности 86,5 мас.%.Example 2. In a metal container made of niobium grade NB-1, a melt was melted, which was metal sodium grade CHDA 95.25 wt.% And Na ₂ O ₂ grade Ch 4.75 wt.%. At a temperature of 800 ° C, a sample of H1 grade nickel was lowered into the melt. In 10 hours, a niobium coating was obtained with a thickness of 21 μm and a niobium concentration on the surface of 86.5 wt.%.

ТаблицаTable Показатели качества по ТУ, %Quality indicators according to technical specifications,% Основного вещества, не менееThe main substance, not less 99,999.9 Хлориды, не болееChlorides, no more 0,0030.003 Сульфаты, не болееSulfates, no more 0,040.04 Железо, не болееIron, no more 0,0010.001 Тяжелые металлы, не болееHeavy metals, no more 0,0010.001 Кальций, не болееCalcium, not more 0,020.02 Кремнекислоты, не болееSilicas, no more 0,0150.015 Калий, не болееPotassium, no more 0,020.02

Источники информацииInformation sources

[1] Патент SU 863710.[1] Patent SU 863710.

[2] Шатинский В.Ф., Збожная О.М., Максимович Г.Г. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких металлов. - Киев: Наукова думка, 1976. - 282 с. C. 119.[2] Shatinsky V.F., Zbozhnaya O.M., Maksimovich G.G. Obtaining diffusion coatings in the environment of low-melting metals. - Kiev: Naukova Dumka, 1976. - 282 p. C. 119.

Claims

The method of diffusion saturation of the surface of metal products, including exposure at a given temperature in a metal container with a transport melt, characterized in that the metal products are immersed in a metal container made of a material whose components are the basis of the applied diffusion coating, filled with a transport melt representing sodium grade PFA, in which an admixture of oxygen is introduced in the form of sodium peroxide Na ₂ O ₂ grade Ch, then metal products are immersed in it and sealed by argon-arc welding, after which the metal container is placed in a sealed case made of 12X18H10T steel and kept in an oven at a temperature of 800 ° C for a period of time from 5 to 20 hours depending on the components of the applied coating, then the container is opened, the metal is removed coated products and remove the remnants of the transport melt from their surface using ethanol.