Состав для хромирования стальных изделий

 

СОСТАВ ДЛЯ ХРОМ11РОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий хром, окись алюминия и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повьшения износостойкости обрабатываемых изделий в условиях интенсивного абразивного воздействия, он дополнительно содержит цирконий и криолит при следующем соотношении компонентов, мае. %: Цирконий2-4 Криолит3-5 Окись алюминия 40-60 Хлористый аммоний 5-10 Осталт ное Хром

С 23 С 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3606949/22-02 (22) 17.06.83 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) A.À. Коляда, П,И.Давидчук, А.N.Çàõàðoâà, Г.Ф.Иванчикова и Н.В.Соколова (53) 62 1.785.51.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 603699, кл. С .23 С 9/02, 1981.

2. Патент США Ф 3988515, кл . С 23 С 9/02, 1979. (54) (57) COCTAB g.tM ХРОМИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий хром9 окись алюминия и хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемых изделий в условиях интенсивного абразивного воздействия, он дополнительно содержит цирконий и криолит при следующем соотношении компонентов, мас. Е:

Цирконий 2-4

Криолит 3-5

Окись алюминия 40-60

Хлористый аммоний 5-10

Хром Остальное

1109471

Изобретение относится к машиностроению, в частности к химико-термической обработке металла, а именно к насьпцающим составам для хромирсвания работающих в условиях повьппенного абразивного износа деталей.

Известен состав для хромирования стальных иэделий, содержащий хром или феррохром, хлористый аммоний, окись алюминия, магний и карбидо- 1О образователи 1 11, Недостатком указанного состава является сравнительно низкая износостойкость полученных при его использовании защитных покрытий, что практ.<чески исключает возможность длительной эксплуатации хромированных деталей и узлов в условиях интенсивного абразивного воздействия.

Наиболее близким к изобретени1а 20 по технической сущности и достигаемому эффекту является состав насьпцающей порошкообразной смеси для хромирования, содержащий до 30% хрома, до 607 окиси алюминия, до 10% хлорис-- того аммония и до 10% титана L 23

Однако, отличаясь приемлемой технологичностью, известный состав не позволяет, достичь приемлемой износостойкости защитных покрытий при работе в контакте с абразивными мате.риалами.

Целью изобретения является повы-шение иэносостойкости обработанньи изделий в условиях интенсивного абразивного воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что состав для хромирования стальных изделий, содержащий хром, окись ал 1м1лния и хлористый аммоний, дополни-тельно содержит цирконий и крислит при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7.;

Цирконий 2- А

Крислит 3 — 5

Окись алюминия 40-60

Хлористый аммоний 5-10

Хром Остальное

Хром — основной известный элемент, вводится в состав по известному пря- о мому назначению (для формирования хромового защитного покрытия) и является дополнительной до 1007. частью предлагаемой смеси.

Окись алюминия тоже предста.вляет собой известный, вводимый по прямому назначению компонент. Однако по сравнению с известным раствором нижний предел содержания окиси алюминия

B предлагаемом ссстав ния изменен (уменьшен

Это связано с тем, чт алюминия благоприятно е для хрсглнрсвадс ЙО мас .%) . с добавки окиси сказываются ной поверхности, 40 и 60 мас.7. на чистоте хромирован при этом концентрации этсгс ксмнснента практически не изменяют указанного свойства смеси. Однако в случае содержания цирксния и крислита по нижнему пределу достиже-ние требуемой абразивной стойкости поверхности обуславливает весьма продолжительное время хромирования.

В частности, при 2 мас. 7, циркония, 3 мас. % крислита, 4 мас. % хлористого аммония, хром — остальное и концентрации окиси алюминия 60, 50, 40 и 30 мас. % необходимое время выдержки составляет соответственно 12; 10,5; 9 и 9 ч, т.е. уменьшает— ся примерно на 307, поэтому нижний предел окиси алюминия и принят равным 40 мас. 7,.

Хлсристый аммсний тоже относится к известным, ввсдимьпл пс известному прямому назначению компснентам — для создания активной газовой среды, что проявляется при его содержанигл в пределах 5-10 мас. 7., поэтому такая концентрация хлористого аммония назначена иэ соображения удобства шихтсвки состава при приготовлении смесей.

Цирконий и криолит — новые составляющие смеси, придающие ей требуемую стойкость хромированных поверхностей к абразивному износу. Их введение в состав длs:. хромирсвания приводит к новому эффекту, выражающемуся в скачкообразном кагестве эашитнсгс покрытия.

Для колич<= ствег1нсй оценки воздействия новых компонентов на свойства предлагаемой смеси испытаниям псдБерглч pHp, pp cG <.òÿÁ<ç ., в 1(0TopbK ) наряду с содержанием окиси алюминия

Ъ хрома и хлористого аммония в предлагаемых пределах, концеH TpBiiHH цирко— ния 1: крислита систематически изменяли от 0,7 до 6,5:к1с. 7 как в условиях раэдельггогс их введения,, так H совместного. Одновременно с этим испытывали иэвестнь1й состав с целью сопоставительной сценки качества (свсйств) эащитнсгс покрытия.

Испытания проводят на образцах, хромированных с применением всех составов. Образцами служат макеты дета11094

1 (Известный) 30 5

10

2 (Известный) 30 10

10

3 Осталь- 10 ное

0,7 55

3 лен и узлов нового оборудования, контактирующие с высокоскоростными, содержащими абразивные частицы средами. В процессе испытаний макетов последние подвергались воздействию указанных сред под углами 90,45 и 0 град.

Пример. Хромирование осуществляют по обычной технологии, используя обычные контейнеры. Температура обработки 1050 С, время выдержки 3 ч. Процесс осуществляют в потоке хлористого аммония.

Результаты испытаний приведены в таблице.

t5

Как видно из данных таблицы, применение известного хромирующего состава не позволяет получить износостойкость защитного покрытия, так как балл сравнительного абразивного износа образцов находится на уровне 7-10. Дополнительное раздельное введение в состав новых компонентов циркония и криолита — тоже мало способствует заметному изменению качества хромового покрытия. Например, увеличение раздельной концентрации этих ингредиентов от 0,7 до 6,5 мас.% обуславливает рост абразивной стойкости лишь до пределов 10-4 баллов.

Примерно аналогично сказывается и их совместное введение на уровне 1 % балл стойкости 4-6, введение совместно 2 мас. % циркония и 3 мас. % криолита способствует резкому (в 3-4 раза) повышению износостойкости слоя.

Последующее увеличение их совместного содержания в предлагаемой смеси вызывает еще больший рост абразивной устойчивости, оцениваемой 1-2 балла40 ми. Однако превышение свыше 4 мас.%

71 4 концентрации циркония и 5 маг. криолита не вносит заметного улучшгния в сопротивляемость износу защитного слоя. По этой причине гранпчны пределы содержания циркония и криолита приняты 2-4 и 3-5 мас. % соответственно.

Таким образом, совместное дополнительное введение новых компонентов в предлагаемый состав качественно проявляется на его свойствах, а именно повышает износостойкость в 35 раз. Положительная роль этих компонентов состоит в фоомиоовании весьма стойкого к износу карбидного слоя за счет выделения мелкодисперсных вторичных фаз и активации насыщающей газовой атмосферы.

Предлагаемый состав для хромирования может найти применение для химико-термической обработки новых видов оборудования с повышенными требованиями стойкости к абразивному износу. Вместе с тем он может быть также широко использован в отраслях народного хозяйства, специализирующихся на производстве износостойких деталей и узлов, так как его внедрение по сравнению с известными составами смесей позволяет значительно повысить срок службы деталей и узлов.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава составляет ориентировочно 300-400 руб/т обрабатываемых деталей, что достигается путем повышения в 3-5 раз долговечности деталей и в 1-1,5 раза уменьшения их материалоемкости, позволяющей сократить расход конструкционных материалов.!

:: .) )-)т .—:-:.-.— =. =Р 3)TTTI1 л :)Л,))).) .5)) "..З) В1-О;. т)))) cg) . ) ()":)1!) . 1)Е ) О)) Б О 3 Т(К",1,1 .. I \3)П ).Г) T)1 ))1 —.) г. т) ) 1

)

) i

)

I ! )I 1!

)г, Ф

r.), 2

)) ) ) /.

1(;

) ).

) t

) ) ) )

Р ))!!I::)Е"!!) ЕЭ)) ОСЭГ "Сй—

): „).5; .;::,I, 0 --::TQ„ll)! j) 3!! I) 2ITi) Е БЕ )!ИЧ(Н13) ) ) ) (),)), )).

) Й,). P rrЛ r),"rj I,," т))-) r, );,)т))))).)