C22F1 / 18 - metale refractare sau rezistente la căldură sau aliajele lor
Proprietarii brevetului RU 2550674:
Deschisă societate pe acțiuni "Sisteme de informare prin satelit" numită după Academicianul MF. Reshetnev "(RU)
Invenția se referă la domeniul metalurgiei, în special la tratamentul chimic-termic sub vid al pieselor. Metoda de obținere a acoperirilor rezistente la uzură pe suprafața articolelor din titan și aliajele sale include pregătirea preliminară a produselor prin recoacerea și prelucrarea acestora și alifierea produselor. Alierea se realizează într-un cuptor electric la o temperatură de 760 ÷ 780 ° C într-un vid de 10 -1 ÷ 10 -3 mm Hg. pentru 1,5 ÷ 2 ore, apoi produsul este răcit mai întâi într-un vid în cuptor și apoi la un aer atmosferic pentru a obține un strat de alfirovannogo 0,007-0,02 mm și o duritate de 600-900 HV. Simplifică procesul de pregătire a pieselor prelucrate pentru procesul de alfinare, reduce durata procesului de obținere a unui strat rezistent la uzură. Creste duritatea suprafetei stratului de difuzie la 600-900 HV mentinand in acelasi timp puritatea mediului in proces. 2-il.
Invenția se referă la industria metalurgică, în special, la un vid termochimică piese de prelucrare, atunci când cuptorul de încălzire, și anume la metode pentru producerea acoperirilor rezistente la uzură și își pot găsi utilizarea în instrumente, aeronave și tehnologie spațială.
Stadiul tehnicii descrie o metodă de tratare termică-chimică a pieselor din aliaje de titan (brevet de RU №2460826), inclusiv saturarea azotului elementele de suprafață și carbon în baia de electrod sau creuzet cu sare topită, preîncălzit la 800 ° C Temperatură.
Un dezavantaj al metodei cunoscute este că sărurile utilizate pentru tratarea topiturii, care necesită echipament și dispozitive de întindere și de colectare a sărurilor vaporilor precum și o protecție specială a vaporilor de lucru din săruri respiratorii speciale.
Un dezavantaj al metodei cunoscute este că metoda este caracterizată printr-un ciclu de fabricație lung și de muncă intensivă care necesită un număr mare de unități de echipament special de prelucrare.
Este cunoscut un procedeu de fabricare a tensometrelor pentru măsurarea deformațiilor de suprafață (brevetul de invenție nr. 2399973), care include măcinarea suprafeței unui produs dintr-un aliaj de titan de calitate BT20, oxidare în condiții de stare specială fluidizată de nisip încălzit, care se realizează prin alimentarea forțată a aerului comprimat. Oxidarea în patul fluidizat se efectuează pe o unitate specială constând dintr-un cuptor de încălzire a arborelui, un reactor din oțel inoxidabil și un dispozitiv de control al modului timp de 5 ore. În acest caz, saturația suprafeței cu oxigen are loc și se obține un strat de oxid de titan Ti02. După efectuarea oxidării în patul fluidizat, clasa de curățenie a suprafeței este păstrată.
Dezavantajul metodei cunoscute este că materialul nociv pentru sănătate este folosit pentru a oxida piesele - nisip. Pentru a proteja împotriva efectelor nocive ale prafului de nisip asupra organelor respiratorii ale muncitorului, sunt necesare echipamente speciale și echipamente de protecție. Dezavantajul acestei metode este și durata și laboriositatea procesului.
De asemenea, metoda cunoscută alfirovaniya părți ale aliajelor de titan (utilizator №696-70 VIAM), în care piesele sunt pregătite pentru alfirovaniyu pre (prelucrate, recoapte într-un cuptor electric) și apoi ambalate în cutie de oțel cu nisip sau grafit (pre-calcinat) și plasate alfirovaniya la cuptorul electric, la 700 ° C timp de 10 ore și la o temperatură de 800 ÷ 850 ° C timp de 2 ÷ 8 ore. După finalizarea alfirovaniya elementele de proces răcite în aer și supuse inspecției vizuale atentă și măsurarea parametrilor geometrici.
Această metodă este aleasă ca prototip cât mai apropiată de metoda din invenție.
Dezavantajul metodei cunoscute este că materialul de nisip este utilizat pentru alifizarea pieselor. Pentru a proteja împotriva efectelor nocive ale prafului de nisip asupra organelor respiratorii ale muncitorului, sunt necesare echipamente speciale și echipament de protecție. Dezavantajul acestei metode este și durata și laboriositatea procesului.
Sarcina, soluția căreia este îndreptată spre invenția revendicată, este de a dezvolta o metodă pentru obținerea unui strat de aluminizare rezistent la uzură pe suprafața articolelor din titan și aliajele sale, eliminând dezavantajele prototipului.
Scopul procesului de alifiere este de a întări suprafața pieselor din titan și aliaje de titan pentru a crește rezistența la uzură și machiaj.
Alfinarea constă în saturarea suprafeței pieselor cu oxigen de aer la temperaturi (700 ÷ 850) ° C cu formarea unui strat de difuzie rezistent la uzură pe suprafața lor, care este o soluție solidă de oxigen în titan.
Acest obiectiv este atins prin faptul că piesele pregătite anterior (recoapte într-un cuptor electric, prelucrate mecanic și se spală de lichidul de răcire) și apoi plasate pe raft într-un cuptor electric cu vid, la o temperatură (760 ÷ 780) ° C și un vid reglementat 10 -1 ÷ 10 -3 mm Hg. (0,1 ÷ 15 Pa) se efectuează în timpul funcționării alfirovaniya 1,5 ÷ 2 ore. După terminarea alfirovaniya, detalii răcite mai întâi într-un vid în cuptor și apoi în aer, și supuse unei inspecții vizuale amănunțite și măsurarea parametrilor geometrici.
Invenția este ilustrată în grafice care arată dependența de temperatură și timp a saturației de oxigen a produselor de proces de la suprafața de titan și aliajele sale sunt două modalități de a obține alfirovannogo strat de adâncime predeterminată și microduritate.
În Fig. 1 ilustrează, în conformitate cu stadiul cunoscut al tehnicii, un grafic al regimului de saturare cu oxigen a suprafeței produselor de titan și aliaje ale acestora, ambalate într-o cutie cu nisip pentru alfirovannogo adâncimea stratului h = 0,015 mm și 450 ÷ 500 microduritate HV. Procesul de obținere a unui strat rezistent la uzură se realizează într-un cuptor de rezistență electrică în mediul aerian.
În Fig. 2 prezintă un grafic al suprafeței propuse saturației de oxigen regimul produselor fabricate din titan și aliajele sale într-un mediu de vacuum pentru a se obține alfirovannogo adâncimea stratului h = 0,007 ÷ 0,020 mm și microduritate ≥600 HV.
Procedeul de obținere acoperire rezistentă la uzură este produsă într-un cuptor cu rezistență electrică în vid (de exemplu, de tip 3.3 SEV / 11,5), în mediu de vid 10 -1 ÷ 10 -3 mmHg (0,1 ÷ 15 Pa). Piesa de lucru preparat anterior (recoapte într-un cuptor electric, prelucrate mecanic și se spală de lichidul de răcire) și apoi plasate pe raft într-un cuptor electric cu vid, la o temperatură (760 ÷ 780) ° C și un vid reglementat 10 -1 ÷ 10 -3 mmHg .st. (0,1 ÷ 15 Pa) se efectuează în timpul funcționării alfirovaniya 1,5 ÷ 2 h. După detalii finalizarea alfirovaniya procesului este răcit mai întâi într-un vid în cuptor și apoi în aer, și supuse unei inspecții vizuale amănunțite și măsurarea parametrilor geometrici.
După fiecare răcire a cuptorului, înainte de descărcarea pieselor prelucrate, aerul este turnat în spațiul de lucru al cuptorului electric cu ajutorul unui sistem de pompe și supape, furnizate de proiectarea cuptorului. Autoindusă în spațiul aerian înconjurător mediul cuptor pentru a crea un vid de lucru conține oxigen, ceea ce este suficient pentru a obține alfirovannogo strat pe suprafața piesei de prelucrat, adâncimea 0,007 ÷ 0,020 mm, care este, la rândul său, nu necesita hardware suplimentar pentru a crea un mediu de lucru în cuptor.
Cu ajutorul graficelor, puteți compara cele două moduri ale modului de alfariție și evidențiați avantajele modului propus și dezavantajele prototipului.
1. Durata regimului propus este de jumătate din cea a prototipului.
2. Microgritatea stratului alfilat este mai mare decât microduritatea obținută de regimul prototip.
Ca rezultat obținut alfirovaniya tratament termic substanțial deformare liberă și se formează pe suprafața adâncimea stratului de difuzie a 0,007 ÷ 0,020 mm, piesele de suprafață capătă duritatea 600 HV la 900 HV.
Rezultatul tehnic realizat este de a crește duritatea suprafeței stratului de difuzie menținând în același timp puritatea ecologică a procesului (fără utilizarea de protecție împotriva oxidării pieselor prin ambalaj în nisip sau grafit), în special calitatea prelucrării-chimice termic, nivelul de proprietăți operaționale mai încărcată și costisitoare piese de nave spațiale ( KA). Se planifică reducerea dificultăților operaționale și extinderea capacităților tehnice ale metodei. Există, de asemenea, o reducere a intensității energetice, a costurilor și a intensității forței de muncă a procesării.
Metodă pentru producerea acoperirilor rezistente la uzură pe suprafețele de articole realizate din titan și aliajele sale, cuprinzând pregătirea prealabilă a articolelor prin recoacere și de prelucrare și alfirovanie produse, caracterizate prin aceea că, alfirovanie realizată într-un cuptor electric, la o temperatură de 760 ÷ 780 ° C în vid de 10 -1 ÷ 10 - 3 mm de mercur. pentru 1,5 ÷ 2 ore, apoi produsul este răcit mai întâi într-un vid în cuptor și apoi la un aer atmosferic pentru a obține un strat de alfirovannogo 0,007-0,02 mm și o duritate de 600-900 HV.