Спосіб отримання комбінованого покриття деталей машин із залізовуглецевих сплавів

Спосіб отримання комбінованого покриття деталей машин із залізовуглецевих сплавів, що включає нанесення на поверхню ХІМІЧНОГО нікелькобальтфосфорного покриття з розчину, який містить лимоннокислий натрій, гіпофосфіт натрію, аміак, солі кобальту та нікелю, і дифузійного хромування у порошковому середовищі, який відрізняється тим, що хімічне покриття наноситься при Спосіб отримання комбінованого покриття деталей машин із залізовуглецевих сплавів відноситься до області машинобудування, а точніше до способів хіміко-термічної обробки для підвищення експлуатаційних характеристик виробів, і може бути використаний в машинобудівній, металургійній та приладобудівній промисловості для поверхневого зміцнення деталей машин та інструменту Відомий спосіб зміцнення поверхонь стальних деталей [1] оснований на комбінованому покритті попереднього Ni-Co-P ХІМІЧНОГО покриття певної рецептури та наступному дифузійному хромуванні - комбінованій ЗМІЦНЮЮЧІЙ обробці У результаті такої комбінованої зміцнюючої обробки за прийнятими режимами для всіх зразків реалізувався ефект рідкомкталевої фази внаслідок поступового розплавлення нікелькобальтфосфорного покриття Наявність рідкої фази корінним чином прискорює дифузійні процеси, тобто насичення хромом У результаті комбінованої зміцнюючої обробки було отримано дифузійні шари наступної будови зовнішня композиційна зона товщиною 70мкм, яка складається із карбідної колонії (карбіди хрому СГ7С3) та твердого розчину хрому в а температурі 80-90°С при густині завантаження 2 розчину 4 дм /л протягом 45 хв , який містить як сіль кобальту - хлористий кобальт, а як сіль нікелю - хлористий нікель, і додатково містить хлористий амоній, при складі розчину (в г/л) хлористий кобальт 25 - 40 хлористий нікель 25 - 40 гіпофосфіт натрію 5-15 лимоннокислий натрій 80- 90 хлористий амоній 40 - 60 аміак 50-70мл, після чого проводять дифузійне хромування при 1000-1050°С протягом 5 год , під час якого при досягненні температури 800°С проводиться ізотермічна витримка протягом 1 години залізі, гомогенна зона (твердий розчин хрому в азалізі) товщиною 20мкм, проміжна евтектоідна зона (35мкм), зневуглецьована зона (180 190мкм), яка поступово переходить у серцевину Недоліком даного покриття є невелика товщина композиційної зони, значний час для нанесення ХІМІЧНОГО покриття та дифузійного хромування і неможливість застосування для деталей, що витримують динамічні навантаження В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення режимів комбінованого зміцнення поверхонь деталей, у якому за рахунок рецептури попереднього ХІМІЧНОГО покриття та зміною режимів при дифузійному хромуванні забезпечити зростання товщини та змінити морфологію композиційної зони і скоротити час формування зміцнюючого покриття Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання комбінованого покриття деталей із залізовуглецевих сплавів, який складається з попередньо нанесеного Ni-Co-P ХІМІЧНОГО покриття і наступного дифузійного хромування, згідно з винаходом змінюється рецептура нікелькобальтфосфорного покриття та скорочено час ХІМІЧНОГО осадження із 150 до 45хв , за рахунок зменшення густини завантаження при хімічному (О ю 56472 нікелькобальтфосфоруванні, та зменшено час дифузійного хромування до 5 год При використанні розчину, що містить як сіль кобальту - хлористий кобальт СоСЬ 25 - 40 (г/л), а як сіль нікелю - хлористий нікель NiCb 25 - 40 (г/л) та збільшенні вмісту гіпофосфіту натрію NabbPCb до 5 - 15г/л, і містить у складі розчину (в г/л) хлористий кобальт СоСЬ 25 - 40, хлористий нікель NiCb 25 - 40, лимоннокислий натрій МазСбН 5 О 7 80 - 90, хлористий амоній NH 4 CI 40 60 та аміак ІЧЬЦОН 50 - 70мл, і дифузійне хромування проводять протягом 5 год при 1000 1050°С з годинною ізотермічною витримкою при температурі 800°С, отримують дифузійний шар із зовнішньою композиційною зоною з пакетами мікрозерен карбідів хрому та вкрапленнями карбідів у матриці твердого розчину хрому в а-залізі Товщина зовнішньої композиційної зони становить близько 80 - ЮОмкм, зони 2 твердого розчину хрому в а-залізі - 40мкм, евтектоідної зони 3 ЗОмкм і зневуглецьованої зони 4 - 130 - 140мкм ВІДПОВІДНО, інтегральна мікротвердість становитиме зони 1 - 12ГПа, зони 2 - 4,5ГПа, зони 3 4ГПа, зони 5 - 1 4 - 1 6 за феритною складовою Приклад 1 Зміцнення зразка зі сталі У10 здійснюється в два етапи Спочатку наноситься хімічне покриття шляхом ХІМІЧНОГО осадження в розчині, що містить, в г/л хлористий кобальт СоСЬ - ЗО, хлористий нікель NiCb - ЗО, лимоннокислий натрій МазСбНбО? - 85, гіпофосфіт натрію NabbPCb - 10, хлористий амоній ІЧЬЦСІ - 50, аміак ІЧЬЦОН - 60мл Час осадження сплаву при 80 90°С - 45 хв Після ЦЬОГО деталі поміщаються у реторту з порошковою сумішшю наступного складу 60% ферохрому, 33% оксиду алюмінію і 7% хлористого амонію, яку закривають плавким затвором Реторту поміщають у піч і здійснюють дифузійне насичення хромом газовим способом Під час нагріву реторти при досягненні температури 800°С проводять годинну ізотермічну витримку, після чого її нагрівають до робочої температури 1050°С і насичення ведуть протягом 5 год 1 АС 1731870 С23С 10/02, Бюл № 17, 07 05 92 Способ получения дифузионного хромированного покрытия на железоуглеродистых сплавах О П Стецькив, А В Манько, Р С Арабский Таблиця 1 Параметри 1 1 2 Хлористий кобальт СоСІ2 (г/л) Хлористий нікель NiCI2 (г/л) Пимоннокислий натрій Na3C6H5O7 Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Хлористий амоній NH4CI (г/л) Аміак NH4OH (мл) 2 Хлористий кобальт СоСІ2 (г/л) Хлористий нікель NiCI2 (г/л) Пимоннокислий натрій Na3C6H5O7 Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Хлористий амоній NH4CI (г/л) Аміак NH4OH (мл) 3 Хлористий кобальт СоСІ2 (г/л) Хлористий нікель NiCI2 (г/л) Пимоннокислий натрій Na3C6H5O7 Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Хлористий амоній NH4CI (г/л) Аміак NH4OH (мл) Вуглекислий кобальт СоСО3 (г/л) Сірчанокислий нікельІМіЗО4 (г/л) Пимоннокислий натрій Na3C6H5O7 Прототип Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Сірчана кислота H2SO4 (мл) Аміак NH4OH (мл) (г/л) (г/л) (г/л) (г/л) 3 ЗО ЗО 85 10 50 60 40 40 90 15 60 70 25 25 80 5 40 50 7 15 84 ЗО 15 90 Товщина композиційної зони, мкм 4 Час ізотермі- Час дифузійночної витрим- го насичення ки, (год) хромом, (год) 5 6 Сумарний час ХТО, год 7 100 1 5 6 90 1 5 6 80 1 5 6 70 7 7 Підписано д о друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24