Состав для хромотитанирования стальных изделий

Авторы патента:

C23C9/04 - Покрытие металлических материалов; покрытие других материалов металлическим материалом (металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной металлизацией D06Q 1/04); химическая обработка поверхности; диффузионная обработка металлического материала; способы покрытия вакуумным испарением, распылением, ионным внедрением или химическим осаждением паров вообще (для специфических целей см. соответствующие классы, например для производства резисторов H01C 17/06); способы предотвращения коррозии металлического материала, образования накипи или корок вообще (обработка металлических поверхностей или покрытие металлов электролитическим способом или способом электрофореза C25D,C25F)

1. СОСТАВ ДЛЯ ХРОМОТИТАНИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий карбиды хрома, порошкообразный титан и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью увеличения его насыщающей способно-. сти, он дополнительно содержит порошкообразный никель и наполнитель отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов , мас.%: Карбиды хрома 30-60 Порошкообразный 5-10 титан Порошкообразный 2-10 никель 3-10 Хлористый аммоний Наполнитель - отходы катализаторного Остальное производства 2. Состав по п. 1, отличающ и и с я тем, что отходал катализаторного производства имеют состав, мас.%: FeO . . 31-38 с СаО 2-3 (О AIzOj 3-4 (Л KgO.0,7-1,0 FejOj, Fe 04Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

ЗСЮ С 23 С 9 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (.,(I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)3509171/22-02 (22)09.11.82 (46)15.02.84. Бюл. )) 6 (72)В.А. Рогов, В.В. Бутов, A.Â. Кунин и В.М. Шестаков (53)621.785.51.06(088.8) (56)1 ° Авторское свидетельство СССР

)) 443941, кл. С 23 С 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 737497, кл. С 23 С 9/02, 1978. (54).(57) 1. СОСТАВ (ЛЯ ХРОМОТИТАНИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий карбиды хрома, порошкообразный титан и хлористый аммоний, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения его насыщающей способно-. сти, он дополнительно содержит порошкообразный никель и наполнительвЂ” отходы катализаторного производства при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Карбиды хрома 30-60

Порошкообразный титан 5-10

Порошкообразный никель

Хлористый аммоний

Наполнитель вЂ” отходы катализаторного производства Остальное

2. Состав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отходы катализаторного производства имеют состав, мас.Ъ:

Fe0 31-38

Са0 2-3 I

А12 0э 3-4

К О 0,7-1,0

Feд0э, FeЭ04 Остальное

2-10

3-10

1073330

Порошкообразный никель 2-10

Хлористый аммоний 3-10

Яаполнитель вЂ” отходы каталиэаторного производства Остальное

При этом отходы катализаторного производства (согласно OCT 6-03-71-78) имеют состав, мас.Ъ: Fe0 31-38;

Кд О О, 7-1, 0; СаО 2-3; А9< 03 3-4

Fe<0, Fe>0 вЂ” остальное.

Введение в предлагаемый состав порошкообразного никеля в количестве 2-10% способствует образованию его активных атомов, которые при взаимодействии с активными атомами хрома и титана ускоряют диффузию последних вглубь насыцаемой поверхности. Увеличение количества никеля свыше 10% приводит к уменьшению хромо- и титансодержащих компо- нентов, что способствует подавлению процесса хромотитанирования. Уменьшение его ниже 2Ъ не дает оцутимого эффекта в интенсификации процесса в результате недостаточного образования активных атомов никеля.

Использование отходов каталиэаторного производства с размером частиц не более 0,2 мм позволяет упростить процесс подготовки смеси для диффузионного насыщения, так как не тре- ., бует предварительной операции измельчения железосодержащего компонента., Пример 1. Состав для хромотитанирования готовят смешением порошкообразных компонентов фракцией

0,1-0,2 мм в обычных условиях.

Для нанесения состава на образцы . иэ стали готовят обмаэку, где связующим дЛя порошкообразной смеси является вода.

Компоненты для приготовления обмазки применяются в виде хлористого аммония марки "Ч" ГОСТ 3773-60, карбидов хрома, порошкообразных титана и никеля, отходов катализаторного производства по ОСТ 6-03-71-78.

Термодиффузионное насыщение из предлагаемого состава проводят в обмазках на образцах из стали У8А раз.вЂ” мерами 10х10х10 мм.

Обмаэку толщиной 4-5 мм наносят на образцы путем погружения последних в подготовленный состав. Образец сушат в течение 10-20 мин при комнатной температуре на воздухе, затем помецают в электропечь, нагретую до температуры процесса химико-термической обработки 850 ; 1100 С и выдерживают 4; 6 ч. Закалку проводят при температуре диффузионного насыцения.

При закалке обмазка теряет целост ность и отделяется с поверхности образцов.

Результаты диффузионного насыщения стали У8А после обработки из соИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть примененд в качестве насыцающей среды для диффузионного хромотитанирования стальных изделий.

Известен состав для хромотитанирования, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:

Двуокись титана 10-15

Окись хрома 23-26

Алюминий 9-27

Фтористый алюминий 3-5

Окись алюминия Остальное g1), Данный состав позволяет проводить насыщение из порошков в герметичных 15 жаростойких контейнерах с использованием плавких затворов.

Недостатками данного сОстава являются относительно низкая скорость формирования хромотитанированных 20 диффузионных слоев (на стали У8А образуется слой толщиной и = 25 мкм при Т=900ОС; = 4 ч), необходимость использования дорогостояцей оснастки

I невозможность проведения закалки о- 75 сле химико-термической обработки, большой расход насыщающей смеси.

5-10

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для хромотитанирования стальных изделий, содержащйй следующие компоненты при следующем их соотношении, вес.Ъ:

Карбиды хрома 45-60

Порошкообразный

35 титан 5-10

Железная окалина 25-45

Хлористый аммоний 2-10 (2g .

Данный состав позволяет проводить насыщение в окислительной среде без 40 защитной оснастки, однако не обладает высокой насыщающей способностьювЂ” толцина слоя на стали У8А 4 =. 400 мкм при T = 900ОC и Я = 4 ч. Кроме того, входящая в состав окалина (отход 45 кузнечного и термического производства) требует предварительного ее измельчения в вибро- или шаровых мельницах до размера фракции 0,1-0,2 мм, что снижает технологичность смеси и 50 приводит ее к удорожанию.

Цель изобретения вЂ” увеличение насыщающей способности состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для хромотитанирования 55 стальных изделий, содержаций карбиды хрома, порошкообразный титан .и хлориатый аммоний, дополнительно содержит никель порошкообразный и наполнитель вЂ” отходы катализатор- 60 ного производства ри следуюцем соотношении компонентов, мас.%:

Карбиды хрома 30-60

Порошкообраэный титан

1073330

Состав обмазки, мас.Ъ

Продолжение насыщения, ч

Толщина слоя на стали У8А при Т=

9ОООС, мкм

Отходы ка тализатор ного производства.

Хлариатый аммоний

Порошкообразный титан

Карбиды хрома

Порошкообразный никель

Предлагаемый состав

470

10. 10

560

480

580

520

615

25,60

525

350 .

430

420

495

Прототип

400

480

+В составе - прототипе вместо отходов катализаторного производства используется железная окалина.

ННИИПИ Заказ 279/26 Тираж 900 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 ставов, содержащих компоненты в раз лйчных соотношениях, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, толщина хромотитанированного слоя на стали

У8А при 900ОС в течение 4 ч составляет 480-520 мкм, в то же время.насыщение из известного состава при тех же условиях позволяет получить ., лишь 400 мкм. Полученные данные свидетельствуют о повышении насыщающей способности предлагаемого состава по сравнению с известным в 1,2-1,3 раза.

Использование предлагаемого со- става для диффузионного хромотитанирования из обмазок стальных изделий обеспечивает по сравнению с известными составами увеличение насыщающей способности на 20-30%, удешевляет процесс, дает возможность получения диффузионного хромотитаниро10 ванного слоя на деталях сложной конфигурации, больших габаритов.