Состав для марганцирования стальных изделий

Авторы патента:

ВОРОШНИН ЛЕОНИД ГРИГОРЬЕВИЧ

ЛЕВЧЕНКО ГЕОРГИЙ МАРКОВИЧ

ШМАТОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ

КУХАРЕВ БОРИС СТЕПАНОВИЧ

ХОХОЛ ИРИНА НИКОЛАЕВНА

C23C9/02 - 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)

СОСТАВ ДЛЯ МАРГАНЦИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий марганецсодержащее вещество, окись алюминия и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемых изделий и снижения стоимости процесса обработки, он дополнительно содержит алюминий, а в качестве марганецсодержащего вещества - двуокись марганца при следующем соотношении компонентов , мае.%: 37-43 Двуокись марганца 9-11 Ашоминий 1-3 Хлористый аммоний (Л Остальное Окись алюминия С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

37-43

Двуокись марганца

Алюминий

Хлористый аммоний

Окись алюминия

9-11

1-3

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 i ) 3410695/22-02 (22) 22.03.82 (46) 30.03.84. Бюл. 1(12 (72) Л.Г. Ворошнин, Г.M. Левченко,, А.А. Шматов, Б.С. Кухарев и И.Н. Хохол. (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621. 735. 51.06 (088. 8) (56) 1. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов.

М., "Машиностроение", 1965, с. 310.

2. Минкевич А.Н. Химико-термичес- кая обработка металлов и сплавов.

М., "Машиностроение", 1965, с. 310. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ МАРГАНЦИРОВАНИЯ

CTAIIbHbIX ИЗДЕЛИЙ, содержащий марганецсодержащее вещество, окись алюминия и хлористый аммоний, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемых изделий и снижения стоимости процесса обработки, он дополнительно содержит алюминий, а в качестве марганецсодержащего вещества вЂ” двуокись марганца при следующем соотношении ком- . понентов, мас.7:

Поставленная цель достигается тем, что состав для марганцирования стальных иэделий, содержащий марганецсо держащее вещество, окись алюминия и З5 хлористый аммоний, он дополнительно содержит алюминий, а в качестве марганецсодержащего вещества вЂ” двуокись марганца при следующем соотношении компонентов, мас.7: 40

37-43

Двуокись марганца

Алюминий

Хлористый аммоний

Окись алюминия

9-1 1

1-3

Остальное

Окись марганца является постав.щиком активных атомов марганца, ко1 1082

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов в порошковых средах, а имен но к диффузионному марганцированию, и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств изделий, применяемых в машиностроительной, приборостроительной и химической промышпенности.

Известен состав для марганциро- 10 вания на основе ферромарганца f1) .

Наиболее близким к предлагаемому является состав (2) для диффузионно.го марганцирования, содержащий марганец, окись алюминия и хлористый 15 аммоний при следующем их составе, мас.7: Мп 50 + А 203 49 + %14С1 1.

К недостаткам известных составов следует отнести высокую стоимость и трудоемкость процессов. Это объясня- г0 ется в первую очередь тем, что основные компоненты насыщающей среды (чистый марганец и ферромарганец) поставляются только в виде крупной фракции (кусковой глыбы), требующей дальней- д шей крайне трудоемкой операциивЂ” размола в порошки.

Цель изобретения вЂ” повышение износостойкости обрабатываемых изделий и снижение стоимости процесса обработки.

862 1 торые образуются в результате восстановления этого окисла алюминием при температуре изотермической выдержки.

Процесс диффузионного марганцирования проводят при 900-1100 С. Продолжительность процесса определяется глубиной диффузионного слоя. В результате насыщения поверхности стали марганцем образуются диффузионные слои, представляющие на малоуглеродистых сталях твердый раствор Ип

f -железе, на средне- и высокоуглеродистых сталях он состоит из двух зон: наружной карбидной с микротвердостью 11500-13500 МПа и внутренней эоны твердого раствора Мп

Ж -железе с микротвердостью 65008000 МПа.

Пример . Диффузионное марганцирование в предлагаемой порошковой среде осуществляется в контейнере с плавким затвором при 1050 С в течение 6 ч.

Данные по обработке полученных результатов представлены в табл. 1 и 2.

Из приведенных данных табл. 1 следует, что в результате насыщения поверхности стали марганцем, образуются диффузионные слои представляющие на малоуглеродистых сталях твердый раствор Мп в железе, на средне- и высокоуглеродистых сталях он состоит из двух зон: наружной карбидной с микротвердостью 1150013500 Н/мм, а внутренней зонывЂ”

6500-8000 Н/мм

Иэ приведенных данных табл. 2 следует, что процесс размола кускового марганца в порошок повышает его стоимость вследствие трудовых и материальных затрат в 2-3 раза.

Таким образом, использование предлагаемого состава из готовых порошковых компонентов позволяет снизить стоимость насыщающих смесей в 2,73, 1 раза и повысить износостойкость покрытия на стали У8 в 1,1-1,2 раза.

1082862

:Таблица 1

Состав насыщающей среды, мас.Х

Фазовый состав и толщина слоя, мкм

) 1 ) Сталь 10 Сталь 45 Сталь У8

МпО j АТНО g AI NH4CI

8-карбиды 35-карбиды

Ип, 60-твер-Ж, 65дый раствор твердый

Ип раствор

Мп

Твердый раствор Мп

Таблица 2