Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения изделий из титана и его сплавов кобальтом. Цель изобретения - увеличение насыщающей способности состава и износостойкости изделий. Это достигается тем, что предлагаемый состав, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит хлористый аммоний-кобальт, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок кобальта 45-55 хлористый аммоний - кобальт 10-15 хлористый аммоний 2-4 окись алюминия - остальное. Обработка образцов, изготовленных из титана марки ВТ1-00, показывает, что насыщающая способность состава выше по сравнению с известным составом в 1,6-1,8 раза, а износостойкость - в 2,3-2,8 раза. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (191 (11) (51)5 С 23 С 12 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
45"55
I 0-15
Порошок кобальта
Аммоний кобальт хлористый
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4415079/23-02, (22) 25. 04, 88 (46) 30.04.90. Бюл, У ) 6 (72) В. Г. Артемчук (5 3) 621, 758. 54. 06 (088 ..8) (54) СОСТАВ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЭ ТИТАНА И ЕГО
СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к. метал1 лургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения изделия иэ титана и его сплавов кобальтом. .Цель изобретения — увеличение насыщающей способности состава и иэносостойкости изделий, Это достигается
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насьицения иэделий из титана и его сплавов кобальтом с целью увеличения их иэносостойкости.
Цель изобретения " увеличение на
:сьщающей способности состава и повы шение износостойкости изделий.
Состав для химико-термической обработки изделий иэ титана и его сплавов, содержащий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит аммоний-кобальт хлорис"
: тый, а в качестве активатора — аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.й:
2 тем, что предлагаемый состав, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит хлористый аммоний-кобальт, а в качестве активатора — хлористый аммоний при следующем соотношений компонентов, мас. Ж: порошок кобальта 45-55; хлористый аммоний-кобальт 10-15; хлористый аммоний 2-4; окись алюминия — остальное. Обработка образцов, изготовленных из титана марки ВТ1-00, показывает, что насыщающая способность состава выше по сравнению с известным составом в 1,6-1,8 раза., а износостойкость " в 2,3-2,8 раза.
3 табл, Аммоний хлористый 2-4 .Окись алюминия Остальное
В табл. 1 приведены сведения об используеьых компонентах состава.
Кобальт выпускается в виде порошка, а аммоний-кобальт хлористый, аммоний хлористый и окись алюминиятолько в виде мелкозернистых кристаллов.
В результате обработки изделий в данном составе на поверхности изделий образуется диффузионный слой, состоящий из соединения титана с кобальтом
:и азотом, имеющий твердость 16000—
18000 ИПа, что благоприятно сказывается на иэносостойкости иэделий.
Порошок кобальта является поставщиком атомарного кобальта, который образуется с помощью активатора аммония хлористого и диффундирует в поверхностный слой изделия.
1560620
Таблица 1
Порошок кобальта Со
Аьионий-кобальт хлористый (Nl3 ) СоС1„
2Н О
Аммоний хло55, ристый Ин С1
Окись алюминия А1 0g
ГОСТ 9721 7 I
ТУ ВЗ I 8-74
ГОСТ 2210-73
МРТУ 6-092046-74. При разложении аммония-кобальт . хлористого образуются атомарные азот и кобальт, а также хлор, который способствует массопереносу кобальта к поверхности изделий, тем самым увеличивается насыщающая способность состава, Окись алюминия вводят в состав с цепью предотвращения спекания частиц ,состава и их приваривания к поверхности изделий, Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом.
Изделия предназначенные для обработ- 1
9 д ки, обезжиривают в горячем (80-90 С)
5%-чом щелочной растворе и сушат при
100-150ОС. Остывшие изделия помещают и контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью указанного 2 состава, загружают в злектропечь, нагревают до 900-950. С и выдерживают о при этой температуре 4-12 ч. Вместе с изделиями химико-термической обработки подвергают образцы, изготовлен- 2 ные из того же сплава, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного сгноя и износостойкость.
Пример 1, Образцы, изготовленные из титана марки ВТ1-00, подвергали химико-термической обработке в составах, содержание которых представлено в табл, 2. Температура процесса составляла 900 С, продолжительность выдержки 5 ч. После химикотермической обработки образцы испытывали на износ на машине трения, марки
"NH и определяли толщину диффузионного слоя
Насьпцающая способность предлагаемого состава для химико-термической обработки и износостойкость обработанных в нем образцов выше соответственно в 1,6-1,8 и 2,3-2,8 раза по сравнению с известным составом.
Оптимальным составом для химикотермической обработки является состав, содержащий компоненты в. предлагаемых пределах, При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработанных в нем образцов увеличивается незначительно по сравнению с известным составом, а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений насыщающая способность состава и износостойкость обработаннык в нем образцов не увеличиваются по сравнению с оптимальным составом; смесь спекается и интенсивно выделяются газообразные продукты.
Пример 2. Химико-термической обработке подвергали также образцы, изготовленные иэ сплавов марок ВТ5, ОТ4, ВТ6 и ВТ15, в известном и предлагаемом составах описанным вьппе способом. Температура процесса составо ляла 950 С, а продолжительность выдержки — 6 ч. После химико-термической обработки образцы испытывали на
3 износ и определяли толщину диффузион ного слоя, Результаты испытания представлены .в табл. 3.
Кз полученных данйых следует, что
Q, .,предпагаемый состав для химико-терми ческой обработки изделий из титана
- и его сплавов увеличивает износостой" кость изделий, имеет высокую насыщающую способность.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Состав для химико-термической обработки-изделий из титана и его сплавов, включающий порошок кобальта, активатор и окись алюминия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения насыщающей способности состава и повышения износостойкости изделий, он дополнительно содержит аммоний-кобальт хлористый, а в качестве активатора — аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок кобальта 45-55
Аммоний-кобальт
1 хлористый
Аммрний хлористый
Окись алюминия
45 1:омпонент Химическая ГОСТ, ТУ формула
1560620
Толщина диффузионного слоя мкм
Износ г/см . ч
0,22
40
1
51
25
О, 12
43
28
0,11
12
29
0i 10
26
0,10
17
18
0,28
Таблица 3
Опыт Спл ав Толщина диффузионного
Износ, г/см ч слоя, мкм
Известный состав
ВТ5 19
ОТ4 20
ВТ6 22
ВТ15 28
0,32
0,36
0,39
0,44
2 3
Предлагаемый состав
ВТ5
ОТ4
ВТ6
ВТ15
26
28
31 .39
0,14
0,16
0,17
0,19
6
Состав смеси, мас. 7
Порошок кобальта Аммоний-кобальт хлористый
Аммоний хлористый
Окись алюминия
Порошок кобальта
Аммоний-кобальт хлористый
Аммоний хлористый
Окись алюминия
Порошок кобальта
Аммоний-кобальт хлористый
Аммоний хлористый
Окись алюминия
Порошок кобальта
Аммоний-кобальт хлори стый
Аммоний хлористый
Окись алюминия
Порошок кобальта
Аммоний-кобальт хлористый
Аммоний хлористый
Окись алюминия
Окись алюминия
Натрий фтористый
Кобальт технически чистый
Известный состав
Таблица 2