Спосіб нанесення карбідних покриттів

Фільтруючий елемент протипилового респіратора, що має концентричні гофр, виготовлені з поліпропіленового фільтруючого матеріалу, який відрізняється тим, що гофри виконано з декількох шарів електростатично зарядженого матеріалу з діаметром волокон 1 5 мкм і сумарною поверхневою ЩІЛЬНІСТЮ шарів 80 110г/м2 Винахід відноситься до галузі хіміко-термічної обробки та може широко використовуватись в машинобудуванні, приладобудуванні для підвищення експлуатаційних характеристик виробів Відомий спосіб нанесення карбідних покриттів на поверхню сплавів при зниженому тиску, при якому виріб містять в камеру з порошком карбідоутворюючого метала, створюють в камері вакум 10 1 мм рт ст , нагрівають вироби до температури 950 - 2000°С, вводять чотирихлористий вуглець та роблять витримку на протязі 2 - 4 годин (Кулиба Н А , Рева А Т Получение карбидных покрытий на сталях и чугунах при пониженном давлении с применением четыреххлористого углерода В кн «Защитные покрытия на металлах», - Киев Наукова думка, вып 5, 1971 - С 65) Недоліком відомого способу є мала товщина з'являючихся карбідних шарів, висока крихкість Відомий спосіб нанесення карбідних покриттів на металах та сплавах, який включає завантаження виробів в реакційну камеру з порошком карбідоутворюючого елементу та деревне вугілля, вакуумування до тиску 10 1 мм рт ст, нагрів до температур насичення 950 - 2000°С, повторне вакуумування, заповнення камери чотирихлористим вуглецем, витримку, охолодження (АС №711782 С23С11/08, надруковане 15 05 78) Покриття, нанесення цім способом мають недостатню ЩІЛЬНІСТЬ та твердість, малу товщину Відомий спосіб нанесення покриттів на металах і сплавах, який включає завантаження виробів в реакційну камеру з порошком карбідоутворюючого елементу та карбюризатором (ГОСТ2704-76), в склад якого входять деревне вугілля та вуглекислі СІЛІ барію, натрію, калію, кальцію (до 30% по масі), вакуумування до 10 1мм рт ст , нагрів до температури насичення 950 - 2000°С, повторне вакуумування, заповнення камери чотирихлористим вуглецем, витримку та охолодження (Лоскутов В Ф та ш Карбідні покриття на сталях і твердих сплавах, - Тернопіль Лілея, 1998 - С 33 - 41), який є прототипом Недоліком цих способів є необхідність введення вуглецьмістячих домішок (деревного вугілля, карбюризатору, тощо) Нестача таких домішок в насичуючий суміші призводить до зневуглецювання чи недостатнього навуглероження поверхневих шарів виробів, а, як слідство, до утворення на поверхні замість карбідного покриття твердого розчину чи карбідного шару малої товщини та низької твердості До того ж в процесі проведення насичення на внутрішній поверхні реакційної камери проходить утворення хлоридів заліза та інших елементів легуючих елементів матеріалу камери Розклад цих хлоридів на поверхні у яка насичується, виробів призводить до легування отримуваного карбідного шару на поверхні виробів елементами матеріалу камери, що в свою чергу знижує твердість та ЗНОСОСТІЙКІСТЬ покриттів на робочій поверхні В основу цього винаходу поставлено задачу розробки такого способу нанесення покриттів на основі карбідоутворюючих металів, який забезпечує отримання карбідних шарів оптимальної товщини з високою твердістю та достатньою пластичністю, за рахунок розміщення виробів, що СО о Ю 50193 оброблюють, та насичуючою суміші, яка складається з порошків карбідоутворюючих металів, в графітовому стакані Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі нанесення покриттів на основі карбідоутворюючих металів, який включає завантаження в герметичну реакційну камеру з порошком карбідоутворюючого металу, нагрів до температури насичення 950 - 1100°С, наступне вакуумування до тиску 10 1 ммртст , введення чотирихлористого вуглецю, ізотермічну витримку при температурі насичення та охолодження, додатково виріб, який оброблюється, та насичуючу суміш до завантаження в реакційну камеру розміщують в графітовий стакан При цьому з складу насичуючої суміші було виведено карбюризатор Графітовий стакан, за запропонованим способом, є джерелом необхідної КІЛЬКОСТІ вуглецю Крім того, графітовий стакан ізолює вироби які обробляються, від стін реакційної камери, що запобігає попаданню елементів матеріалу, з якого виготовлена реакційна камера, в покриття За рахунок цього на поверхні оброблюваного виробу формуються карбідні покриття з мінімальним вмістом домішок, що призводить до підвищення їх твердості при зберіганні достатньої пластичності Графіт - мінерал класу самородних неметалів, одна з поліморфних модифікацій вуглецю Структура графіту шарова, сингонія гексагональна, вид симетрії дігексагонально-діпирамидальний Відрізняється високою термостійкістю, температура плавлення біля 3800°С При температурі 2000°С стає пластичним, вище температури 400°С починає окислюватись Теплота горіння біля 7800ккал/кг Використовують в металургії (тиглі для плавлення, форми для литва ), електротехніці (гальванічні елементи, електроди) Спосіб здійснюють наступним чином вироби та порошок карбідоутворюючого металу розміщують в графітовий стакан, а потім в герметичну реакційну камеру Камеру з вмістом нагрівають до температур насичення 950 - 1100°С, вакуумують до тиску 10 1мм рт ст , відключають насос, вводять чотирихлористий вуглець із розрахунку 5мл/м2 робочої поверхні та здійснюють витримку на протязі 1 - 3 годин Після закінчення процесу нанесення покриттів виріб разом з камерою охолоджують до кімнатної температури Приклад 1 Виріб з технічного заліза та сталі У 8 та 160г/м хрому розміщують в графітовому стакані, а потім в реакційну камеру Камеру герметизують, нагрівають до температури 1050°С, вакумують до тиску 10 1 мм рт ст , відключають насос, вводять чотирихлористий вуглець із розрахунку 5мл на 1м2, та здійснюють витримку на протязі 1 години Після закінчення процесу насичення покриття вироби охолоджують разом з камерою до кімнатної температури В результаті на поверхні виробів на поверхні технічного заліза з'являється шар карбіду хрому товщиною 8,00мкм, з мікротвердістю 20000мПа, а на сталі У8 - шар карбідів хрому товщиною 17мкм з мікротвердістю 225000мПа Приклади досліджень запропонованого способу представлені в таблиці, при цьому приклади 1 10 відносяться до прототипу При температурі нанесення покриттів нижче ніж 950°С та часу ізотермічної витримки менш ніж 1 година шари отримуються з малою товщиною Збільшення тривалості процесу більш ніж 3 години чи температури більш ніж 1100°С не призводить до суттєвого покращення характеристик покриття та супроводжується суттєвою витратою електричної енергії, а також сприяє швидкому виходу з ладу обладнання Запропонований спосіб нанесення покриттів на основі карбідоутворюючого металу не складний з технологічної точки зору, вибухобезпечний, не потребує багато вартового обладнання та висококваліфікованого обслуговуючого персоналу, екологічно чистий 50193 23 24 2 5 2 6 2 7 2 S 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 Порошок 5 !хрому ГссїГ Порошок хрому ССЦ Порошок хрому CO, Порошок хрому CO, Порошок хрому ССЦ Порошок ванадію 160 г/мг 5мл/м' 160 rfa 2 5мл/м* 160 г/м2 5мл/м^ 160 г/м 2 5ш/м* 160 Порошок ванадію г/м2 5мл/мі 160 rAf2 сси Порошок 5мл/м' 160 цирконію г/м2 5мл/м' 164) г/мг ССІ4 сси Порошок ЕЩрКОНІЮ сси Порошок ніобію ССЦ Порошок ніобію CO, Порошок титана ССЦ Порошок ттана CCU 5щ/м' 160 rhi" 5мл/м' 160 г/м2 5мд/м" 160 г/м2 5мя/м' 360 г/м2 5мл/м~ 9,5 20,0 18,0 22,5 8,3 19,5 18,5 22,5 7,0 28,5 15,5 29,5 3,5 28,5 10,0 29,5 5,5 26,5 12,0 29,5 2 6,0 30,0 2 13 32,0 ЗЗЛ12О 1100 2 УЕ 1100 2 Технічне заяво 1150 2 У Я Н50 2 Технічне залізо 1050 2 YS 1050 2 1050 2 УЗ 1050 2 Технічне залізо 1050 2 У8 1050 2 Технічне залізо 1050 1050 Теянічж "VS 50193 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71