Спосіб отримання покриття на деталях із залізовуглецевих сплавів комплексним методом

Реферат: Винахід стосується хіміко-термічної обробки виробів, зокрема способу отримання покриття на залізовуглецевих сплавах комплексною обробкою. Спосіб включає нанесення на поверхню хімічного покриття з розчину, який містить, г/л: хлористий кобальт 20-40, хлористий нікель 2040, гіпофосфіт натрію 55-70, лимоннокислий натрій 80120, гліцин 20-30, аміак 30-50 мл. Хімічне 2 покриття наносять при температурі 90-95 С при густині навантаження 4 дм /л протягом 45 хвилин, після чого проводять дифузійне хромування при 1080-1100 С, під час якого при досягненні температури 800 С проводять ізотермічну витримку протягом 1 год. Після зміцнення формується композитний зміцнений шар товщиною 250 мкм та інтегральною мікротвердістю 12 ГПа, який складається із карбідної колонії (карбіди хрому Сr7С23) і твердого розчину хрому в α-залізі, підвищується зносостійкість і ресурс роботи деталей. UA 109285 C2 (12) UA 109285 C2 UA 109285 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб отримання покриття на деталях із залізовуглецевих сплавів комплексним методом належить 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 зміцнювальній обробці. У результаті такої комплексної зміцнювальної обробки за прийнятими режимами для всіх зразків реалізувався ефект рідкометалевої фази внаслідок поступового розплавлення нікелькобальтфосфорного покриття. Наявність рідкої фази корінним чином прискорює дифузійні процеси, тобто насичення хромом. У результаті комбінованої зміцнювальної обробки було отримано дифузійні шари наступної будови: зовнішня композиційна зона товщиною 150-160 мкм, яка складається із карбідної колонії (карбіди хрому Сr7С3) та твердого розчину хрому в α-залізі; гомогенна зона (твердий розчин хрому в α-залізі) товщиною 20мкм; проміжна евтектоїдна зона (35 мкм); зневуглецьована зона (180-190 мкм), яка поступово переходить у серцевину. Недоліком даного покриття є невелика товщина композитної зони, що змушує застосовувати складні методи кінцевої обробки, та значний час для нанесення хімічного покриття. В основу винаходу поставлено задачу створення способу отримання покриття на деталях із залізовуглецевих сплавів комплексним методом, у якому за рахунок рецептури попереднього хімічного покриття та введення додаткової ізотермічної витримки при дифузійному хромуванні, забезпечити збільшення товщини зовнішньої композитної зони і скоротити загальний час нанесення зміцнювального покриття. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання покриття на деталях із залізовуглецевих сплавів комплексним методом, який складається з нанесення на поверхню хімічного Ni-Co-P покриття з розчину, який складається з нанесення на поверхню хімічного NiCo-P покриття з розчину, який містить лимоннокислий натрій, гіпофосфіт натрію, аміак, солі кобальту та нікелю і дифузійного хромування у порошковому середовищі, відрізняється тим, що розчин містить як сіль кобальту - хлористий кобальт, а як сіль нікелю - хлористий нікель, і додатково містить гліцин при складі розчину, г/л: хлористий кобальт 20-40, хлористий нікель 2040, гіпофосфіту натрію 55-70, лимоннокислий натрій 80-120, гліцин 20-30, аміак 30-50мл, а 2 хімічне покриття наноситься при температурі 90-95 °C при густині завантаження 4 дм /л протягом 45 хв, після чого проводять дифузійне хромування при 1000-1050 °C, під час якого при досягненні температурі 800 °C проводиться ізотермічна витримка протягом 1 год. Завдяки реалізації таких режимів отримуємо дифузійні шари із зовнішньою композитною зоною з розвинутою колонією карбідів, яка має мережоподібну структуру. Співвідношення фаз: твердої (карбіди хрому) і м'якої (твердий розчин хрому в α-залізі) становить 1:1 в об'ємному співвідношенні. Товщина зовнішньої композитної зони 1 становить близько 250 мкм; зони 2 твердого розчину хрому в α-залізі – 20 мкм; евтектоїдної зони 3-35мкм і зневуглецьованої зони 4-180-190 мкм. Відповідно, усереднена мікротвердість становитиме: зони 1-12 ГПа, зони 2-4,5 ГПа, зони 3-4 ГПа, зони 5-1,4-1,6 за феритною складовою. Приклад 1. Зміцнення зразка зі сталі 45 здійснюється в два етапи. Спочатку наноситься хімічне покриття шляхом хімічного осадження в розчині, що містить, в г/л: хлористий кобальт СoСl2-30; хлористий нікель NiCl2-30; лимоннокислий натрій Na3C6H5O7-100; гіпофосфіт натрію NaH2PO2-60; гліцин CH2NH2COOH-25; аміак NH4OH-40 мл. Час осадження сплаву при 80-90 °C45 хв. Після цього деталі поміщаються у реторту з порошковою сумішшю. Реторту поміщають у піч і здійснюють дифузійне насичення хромом. Під час нагрівання реторти при досягненні температури 800 °C проводять годинну ізотермічну витримку, після чого її нагрівають до робочої температури 1050 °C і дифузійне хромування проводять протягом 7 год. Джерело інформації: 1. АС 1731870 С23С 10/02, Бюл. № 17, 07.05.92. Способ получения дифузионно хромированного покрытия на железоуглеродистых сплавах. О.П. Стецькив, А.В. Манько, Р.С. Арабский. 1 UA 109285 C2 Таблиця 1 Товщина зміцненого шару, мкм 4 Параметр 1 2 Хлористий кобальт СoСl2 (г/л) Хлористий нікель NiCl2 (г/л) Лимоннокислий натрій Nа3С6Н5O7 1 (г/л) Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Гліцин CH2NH2COOH (г/л) Аміак NH4OH (мл) Хлористий кобальт СoСl2 (г/л) Хлористий нікель NiCl2 (г/л) Лимоннокислий натрій Nа3С6Н5О7 2 (г/л) Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Гліцин CH2NH2COOH (г/л) Аміак NH4OH (мл) Хлористий кобальт СoСl2 (г/л) Хлористий нікель NiCl2 (г/л) Лимоннокислий натрій Na3C6H5C7 3 (г/л) Гіпофосфіт натрію NaH2PO2 (г/л) Гліцин CH2NH2COOH (г/л) Аміак NH4OH (мл) 3 30 30 100 Час Час дифузійного ізотермічної насичення витримки, (год.) хромом, (год.) 5 6 250 1 7 230 1 7 220 1 7 60 25 40 40 40 120 70 30 50 20 20 80 50 20 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб отримання покриття на деталях із залізовуглецевих сплавів комплексним методом, який складається з нанесення на поверхню хімічного Ni-Co-P покриття з розчину, який містить лимоннокислий натрій, гіпофосфіт натрію, аміак, солі кобальту та нікелю і дифузійного хромування у порошковому середовищі, який відрізняється тим, що розчин містить як сіль кобальту - хлористий кобальт, а як сіль нікелю - хлористий нікель, і додатково містить гліцин при складі розчину, г/л: хлористий кобальт 20-40 хлористий нікель 20- 0 гіпофосфіту натрію 55-70 лимоннокислий натрій 80-120 гліцин 20-30 аміак 30-50 мл, 2 а хімічне покриття наносять при температурі 90-95 °C, при густині завантаження 4 дм /л протягом 45 хв, після чого проводять дифузійне хромування при 1000-1050 °C, під час якого при досягненні температури 800 °C проводять ізотермічну витримку протягом 1 год. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2