SU926068A1 - Состав дл диффузионного силицировани - Google Patents

Description

(5) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО СИЛИЦИРОВАНИЯ

I

Изобретение относитс  к химико;термической обработке металлов и сплавов , в частности, к диффузионному твердофазному силицированию.

Известен состав дл  силицирова- ни , содержащий 50 кристаллического кремни , 5% окиси алюмини  в качестве инертного наполнител  и 5% активатора - хлористого аммони  1L

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  состав, включающийД: ферросилиций 75, шамот 20, или окись алюмини  и хлористый аммоний 5Насыщение стали кремнием в данном составе позвол ет получать глубокие диффузионные слои пор дка 0,9 мм. Наличие в указанном составе хлористого аммони  обеспечивает перенос атомов кремни  к насыщаемой поверхности в результате образовани  газовой фазы - четыреххлористого кремни (;23.

Однако, в результате интенсивного диспропорционировани  четыреххлористого кремни  на поверхности железа (стали) с выделением большого количества активных атомов кремни , скорость диффузии атомов кремни  вглуб|ь железа отстает от скорости абсорбции на поверхности. Наблюдаетс  накопление атомов кремни  на поверхности железа с образованием силицидов железа. Таким образом, образуетс  хрупка  поверхностна  зона, содержа10 ща  фазы (например, d-фаза состава FCftSi) с высокой концентрацией кремни , котора  слабо св зана с подложкой , поскольку легко отдел етс  от образца при изготовлении микро15 шлифа. Хрупкость и низка  сцепл емость снижают качество силицированного сло . Неизбежное удаление указанной зоны с поверхности детали приводит к образованию грубой поверх20 ности, что требует применени  дополнительной операции шлифовани  силицированной детали, а это св зано с уменьшением размеров последней. Недостатком указанного состава  вл етс  также то, что в результате силцировани  образующиес  диффузионные слои на стали и железе имеют пористость , снижающую защитные свойства сло .

Цель изобретени  - повышение качества силицированных слоев.

Поставленна  цельдостигаетс  тем, что состав дл  диффузионного силицировани , включающий ферросилиций и хлористый аммоний, дополнительно содержит окись кальци  и окись магни  при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Ферросилиций 69-85 Хлористый аммоний10-12 Окись кальци  2-10 Окись магни  2-10 Провод т силицирование образцов из армко-железа и стали 20 в предКак видно из таблицы, введение окиси кальци  и окиси магни  в количестве Ц-20% позвол ет получать нехрупкие силицированные слои. В случае увеличени  содержани  окиси кальци  и окиси магни  свыше 20%, образовани  силицированного сло  не наблюдаетс , а уменьшение содержани  указанных ингредиентов ниже % приводит к охрупчиванию поверхностной зоны силицированного сло  и ее разр ению при изготовлении шлифа.

Таким образом, силицирование в предлагаемом оставе приводит к образованию диффузионных слоев с низложенном составе. С этой целью приготовл ют 5 смесей, содержащих кажда  (весД) хлористый аммоний - 11 и отличающихс  друг от друга содержанием окиси кальци , окиси магни  и ферросилици . Ингредиенты примен ютс  в виде порошков. Окись магни , окись кальци  и хлористый аммоний предварительно просушиваютс . Каждый состав тщательно перемешивают. Процесс силицировани  осуществл етс  в металлических контейнерах контактным способам с герметизацией рабочего объема последних натрийсиликатным стеклом. Контейнеры загружаютс  в нагретую печь при 950-1OSO C. Последующее охлаждение контейнеров проводитс  на воздухе.

В таблице приведены результаты

силицировани  20 в -предложенном составе (i 1050°С, продолжительность 6 чК

Claims (2)

1. КОЙ хрупкостью. Образование таких слоев св зываетс  с регулированием количества активного кремни  в зоне контакта смеси и насыщаемого железа (стали) за счет введени  в смесь окиси магни  и окиси кальци . Последние Moryt взаимодействовать с атомами кремни , образу  силициды магни  и силициды кальци  и смеси, что должно приводить к снижению концентрации атомов активного кремни  на поверхности насыщаемого железа. Тем самым создаютс  оптимальные услови  дл  образовани  диффузионного сло  (так как не происходит заметного превыше59 ни  скорости абсорбции атомов крюмни  над скоростью диффузии их вглубь железа, привод щего к образованию ох рупченной зоны силицидов железа с высокой концентрацией кремни  на поверхности образца), При этом, в присутствии окиси кальци  и окиси маг ,ни , образуетс  диффузионный слой кремнистого феррита с низкой хрупкостью , , Кроме того, окись кальци  и окись магни , веро тно, оказывают вли ние на скорость диффузии атомов кремни  и железа в диффузионном слое, привод  к выравниванию парциальных коэффициентов диффузии атомов кремни  в железо и атомов железа к поверхнос ти образца, навстречу диффузии кремни . Это обсто тельство сводит к минимуму эффект Киркендалла, что исклю чает образование пор в диффузионном силицированном слое. Отсутствие охрупченной зоны силицидов железа на поверхности позвол ет исключить применение операции шлифовани  силици рованной детали с сохранением размеров и исходной чистоты поверхности Следовательно, силицирование в пред8 ложенном составе позвол ет на железе и стали формировать диффузионные слои с низкой хрупкостью. Кроме того, не наблюдаетс  образование пористости в сло х. Формула изобретени  Состав дл  диффузионного силицировани , содержащий ферросилиций и хлористый аммоний, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества силицированного сло , он дополнительно содержит окись кальци  и окись магни  при следующем соотношении ингредиентов, вес,: Ферросилиций Окись кальци  2-10 Окись магни  2-10 Хлористый аммоний 10-12 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Черна  металлурги . Извести  вузов, 19б7, № 1, с. .
2. 2.Нинкевич А.Н, Химико-термическа  обработка металлов и сплавов, М,, 1965, с, 270,