Способ окислительного нанесения покрытия на изделия

 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлических изделий, а именно к нанесению покрытия , содержащего окислы металлов, таких как хром, алюминий, титан и/илн кремний. Цель - повышение качества покрытия за счет образования покрытия из одного или нескольких слоев в условиях, близких к равновесным, с газовой фазой для образования желаемого окисла. Нанесение покрытия осуществляют в газовой атмосфере, окислительный потенциал которой изменяется по определенной программе, В первой фазе окислительный потенциал непрерывно повышают до образования . зародышей окислов на поверхности изделия, после чего снижают во второй фазе постепенно. Управление окислительнь м потенциалом осуществляют изменением либо температуры процесса, либо количества возвратных продуктов реакции, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (111

А (59 4 С 21 D 1 76

ОПИСАНИЕ ИВОВА Ц ЩЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 3675008/23-02 (22) 09.12.83 (3)) Р 3338852.0 (32) 26.10,83 (33.) DK (46) 15,03,89. Бюл. Ь"- 10 (71) М, А, Н. Машиненфабрик АугсбургНюрнберг, АГ (nE) (72) Бруно 1 1теммлер (ПЕ) и Ханс Цайлингер (AU) (53) 621. 785.5 (088,8) (56) Патент Великобритании

У 2033560А, кл. F 4 В, 1980.

Патент СПА - 3684585, кл. С 23 С 11/08, 1970. (54) СПОСОБ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО НАНЕСЕНИЯ

ПОКРЫТИЯ НА ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке металлических изделий, а именно к нанесению поИзобретение относится к химикотермической обработке металлических. изделий, а именно к нанесению покрытия, содержащего окислы металлов, таких как хром, алюминий, титан и/или кремний.

Цель изобретения — повышение качества покрытия за счет образования покрытия в условиях, близких к равновесным, для образования желаемого окисла, что обеспечивает получение репродуцированного слоя или даже нескольких слоев иэ различных окислов, прячем на заготовке иэ хромсодержащего сплава получают слои Сго . крытия, содержащего окислы металлов, таких как хром, алюминий, титан и/или кремний. Цель — повышение качества покрытия за счет образования покрытия из одного или нескольких слоев в условиях, близких к равновесным, с газовой фазой для образования желаемого окисла. Нанесение покрытия осуществляют в газовой атмосфере, окислительный потенциал которой изменяется по ".ïðåäåë.åííîé программ..е, В первой фазе окислительный потенциал непрерывно повышают до образования зародышей окислрв на поверх" ности изделия, после чего снижают во второй фазе постегенно. Управление окислительным потенциалом осуществляют изменением либо температуры процесса, либо количества возвратных продуктов реакции. 3 ил.

На фиг.1 и 2 представлена установка для реализации способа; на фиг.3 — график изменения окислительного потенциала в процессе химикотермической обработки для образования покрытия из слоя одного окисла..

Обрабатываемое изделие 1 помещают в реакционную печь 2, заполняемую инертным газом или водородом, Атмосфера и изделие нагреваются до температуры образования покрытия иэ окислов металлов, входящих в состав изделия 1. После нагрева иэделия 1 до температуры Т, в печь 2 вводят

55 з

14666 через впускной трубопровод 3 водяной пар или смесь водяного пара с водородом в газоносителе, например в аргоне. На поверхности изделия 1 про 5 исходит образование окислов, например согласно -следующей реакции:

2Cr + ЗН О Cr Оэ + ЗН, На поверхности 4 изделия образуется слой 5 из Сг Оз. 10

Окислительный потенциал Р,, соответствующий границе активации (фиг.3) может быть достигнут за счет повышения температуры. В начальной фазе (фиг,3) на образование зародышей 15 окислов влияют таким образом, чтобы они были однородными и произошло образование упорядоченного первичного слоя, прочно сцепляющегося с изделием1 20

Во второй фазе (фиг.3) постепенно снижают потенциал Рт для нарастания основной структуры первичного слоя.

Штриховая линия относится к известному способу. 25

В выпускной трубопровод 6 поступают непрореагировавший водяной пар и выделяющийся как продукт реакции водород в количестве, стехиометрически эквивалентном количеству кис" лорода, связанному на поверхности

4 изделия 1, Возвратные продукты через трубопроводы 7 и 8 поступают в реакционную печь 2 и затормаживают протекание реакции. Водяной пар поступает через трубопровод 3, а через клапан

9 выпускается в эквивалентное количество парогазовой смеси.

Клапан 9 служит для управления расходом возвратных продуктов в зависимости от их окислительного пот енци ал а.

Возможно использование способа без применения реакционной печи.

Реакционная атмосфера может быть. создана в обрабатываемом изделии, например, при нанесении покрытия на внутреннюю поверхность труб. В этом случае изделие нагревается горячим инертным газом.

Если требуется предварительно нанести слой вещества, например хрома, на поверхность изделия в том случае, когда изделие не содержит его или нежелательно обеднение хроMB 0KHCHHM Oe, T T BOsMO3K но в той же установке (фиг.l) . Для этого в печь 2 вводят термически разлагаемое соединение хрома вместе с газом-носителем, после чего осуществляют нанесение покрытия согласно предложенному способу.

Таким образом, возможно как зональное легирование, так и нанесение покрытия из других элементов, как например Al Si Ti и В.

Для возврата только части продуктов реакции в систему предусматривается установка сепаратора 10 для разделения веществ (фиг.2). Для организации циркуляции устанавливают компрессор 11 с охладителем 12 и смесителем 13. В этом варианте используется предварительный подогрев атмосферы в нагревателе 14, свежие продукты поступают по трубопроводам 3, а возвратные по трубопроводу 15.

Способ позволяет получать качественные репродуцированные слои.

Ф о р м у л а изобретения

Способ окислительного нанесения покрытия на изделия, содержащего хром, алюминий, титан и/или кремний путем гетерогенной химической реакции газовой фазы, . включающий удаление газовой смеси, содержащей водяной пар и водород, из реакционной камеры, которую по меньшей мере частично направляют обратно в реакционную камеру, а в возвратный циркуляционный контур вводят свежий водяной пар,отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия, окислительный потенциал газовой фазы непрерывно повышают до момента начала образования центров реакции на поверхности изделия путем повышения температуры реакции или увеличения потока свежего водяного пара, после чего потенциал посте-. пенно снижают до значения равновесия путем . увеличения потока, направляемого обратно в реакционную камеру, или снижения температуры реакции, а равновесное значение поддерживают изменением части возвратных продуктов в зависимости от их окислительного потенциала.

1466654

1466654

Составитель Т.Наумова

Редактор М.Циткина Техред М.Ходанич Корректор И.Иароши

Заказ 961/59 Тираж 530 Подписное

ВБЦКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101