Состав энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки

Авторы патента:

C23C10/30 - с использованием слоя порошка или пасты на поверхности (с использованием суспензий C23C 10/18)

ЭНЕРГОВЬЩЕЛЯЮЩАЯ ПАСТА ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая алюминий, железную окалину, кварцевый песок,натриевую или калкевую селитру, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода пасты, она дополнительно содержит порошок цинка при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:. Алюминий 30-40 Железная окапи-на .20-30 Натриевая или калиевая селитра 3-5 Порошок цинка 10-16 Кварцевый песок Остальное .

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (31) (51)4 С 23 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ,1.! . Д ь 1

"1 „"1:з ; .-:„М t ;, ЮМи0ТЕЫ.к

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3743037/22-02 (22) 18.05.84 (46) 15.11.85. Бюл. N - 42 (72) А. И. Загоруйко, В. С. Лракельян, С.О. Болдовская и И. Л. Слуцкий (53) 621.785.51.06(088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

N - 290964, кл. С 23 С 9/04, С 23 С 17/00, 1968.

Просвирнин В. A., Герасимова Л. В.

Скоростные процессы химико-термической обработки с применением паст и суспензий: Труды РИИГА, Рига, 1972, с. 84. (54) (57) ЭНЕРГОВЬЩЕЛЯЮЩАЯ ПАСТА ДЛЯ

ХишИКО-ТЕРИИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ, содержащая алюминий, железную окалину, кварцевый песок, натриевую или калиевую селитру, отличающаяся тем, .что, с целью снижения расхода пасты, она дополнительно содержит порошок цинка при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:.

Алюминий 30-40

)Келеэная окали.на 20-30

Натриевая или калиевая селитра 3-5

Порошок цинка l0-l6

Кварцевый песок Остальное

1191487 Таблица 1

Содержание, компонентов, мас.%

Состав

Натриевая или калиевая селитЖелезАлюми ний

Порошок

Песок

KBQP цевый ная цинка окалина ра

30 30

34 27

37 23

40 20

28 32

41 19

10 5

12 4

14 4

8 6

18 2

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов путем нагрева энерговыделяющими пастами.

В химико-термической обработке известны составы энерговыделяющих паст, обеспечивающих проведение процесса без использования энергоемкого оборудования.

Цель изобретения вЂ . снижение расхода энерговыделяющей пасты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В состав энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки, содержащей алюминий, железную окалину, песок кварцевый, селитру натриевую или калиевую, дополнительно вводят порошок цинка при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Алюминий 30-40

Железная окалина 20-30

Порошок цинка 10-16 .Натриевая или . калиевая селитра 3 вЂ” 5 Песок кварцевый Остальное

Порошок цинка ПЦ-4 служит восстановителем и является дополнительным источником в процессе экзотермической реакции. Кроме того, порошок цинка, как слабо активный восстановитель замедляет скорость экзотермической реакции, снижает пористость сгоревшей шашки и тем самым способствует более длительному сохранению высокой температуры при диффузионном насыщении.

Алюминий являющийся восстановителем, и железная окалина (отходы

10 кузнечно-штамповочного производства) вЂ, окислитель, обеспечивают в процессе экзотермической реакции нагрев детали до заданных температур.

Селитра натриевая или калиевая является окислителем и способствует лучшей воспламеняемости состава.

Песок кварцевый, содержащий до 90% окиси кремния, является инертной добавкой и вводится в состав с целью предотвращения спекания продуктов реакции и приваривания их к поверхности детали, а также способствует равномерному распределению компонентов энерговыделяющей пасты в процессе горения.

В табл. 1 представлены составы предлагаемой янерговыделяющей

1191487

Расход энерговыделяющей пасГлубина диффузионного слоя, мкм

Состав ты на одну деталь, r

Состав

Глубина диффузионного слоя, мкм

Расход пасты, г

Составы 5 и Ь вЂ” составы с запредельными значениями ингредиентов, Определение расхода энерговыделяющей пасты при химико-термической обработке проводили на примере алитирования и силицирования.

Пример I. Алитирование.

Состав активной пасты, содержащей насьпцающий элемент, мас.%:

Порошок алюминия 88 10

Фторид натрия 10

Пудра алюминиевая 2

Ллитирование проводили на деталях цилиндрической формы (диаметр

20 мм, длина 50 мм, масса 120 г) из стали 40.

Активную пасту наносили толщиной

0,5 мм, после чего сушили при 100 С о в течение 20 мин, Связкой служил

)0%-ный раствор цапон-лака НЦ-62 в растворителе У 646. Вторым равномерным слоем наносили энерговыделяющую пасту, количество которой зависит от требуемой глубины диффузионного слоя. Связкой служил 10%-ный раствор цапон-лака в растворителе N - 646.

Детали после сушки пасты при о

100 С в течение ч помещали в песок. Зажигание осуществлялось с помощью стальной проволоки, через которую пропускали электрический ток °

В табл. 2 представлены результаты процесса насыщения.

Таблица 2

Концентрация алюминия в поверхностном слое 22% для всех составов.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, использование предлагаемого состава энергрвыделяющей пасты (составы 1-4) позволяет снизить расход энерговыделяющей пасты в 1,5-.

1,8 раза по сравнению с составом 7, не снижая при этом насыщающей способности.

Использование составов с запредельными значениями не позволяет снизить расход пасты.

Пример 2. Силицирование проводили на деталях цилиндрической формы (диаметр 20 мм, длина 50 мм, масса 120 г) из стали IХ18Н9Т.

Активная паста состоит из порошка ферросилиция (75% кремния).

Активную пасту наносили на детали толщиной 0,4 мм, после чего сушили при 100 Г в течение 20 мин. Связо кой служил 10%-ный раствор цапонлака HU-62 в растворителе У 646.

Вторым равномерным слоем наносили энерговыделяющую пасту, количество которой зависит от глубины диффузионного слоя. Связкой служил

10%-ный раствор цапон-лака НЦ-62 в растворителе Р 646. Детали после о сушки пасты при 100 С в течение ) ч помещали в песок, зажигание осуществляли с помощью стальной проволоки, через которую пропускали электрический ток.

В табл. 3 представлены результа-, ты процесса насыщения.

Таблица 3

115

200

130

120

210

125

210

110

120

200

120

115

110

200

170

120

130

200

180

120-125

120" 125

7 (прототип) 7 (прото0-210 180-185

191487

Составитель И. Столярова

Редактор Л, Кастран Техред Л.Микеш Корректор И. Муска

Заказ 7123/25 Тираж 899 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрация кремния в поверхностном слое 8-lOX для всех составов.

Как видно иэ данных, приведенных в табл. 3, использование предлагаемого состава энерговыделяющей пасты (составы 1-4 ) для силицирования позволяют снизить расход энерговыделяющей пасты в 1,4-1,6 раза по сравнению с составом 7, не снижая при этом насыщающей способности.

Использование составов 5 и б не позволяет снизить расход пасты.

Таким образом, использование предлагаемого состава энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки приводит к снижению расхода пасты в 1,4-1,8 раза по сравне-!

О нию с известным составом, не снижая при этом .насыщающей способности при химико-термической обработке. !

Состав энерговыделяющей пасты для химико-термической обработки

Способ алитирования стальных изделий // 396441

Способ термомеханикохимической обработки стальных изделии // 392170

Всесоюзная rsis? y"-"!;.'] vi'wfvf'r ~f.',". 5 2fai? .fiifsb~j:.nh;. m-. ai'ii; // 389173

Способ диффузионного хромирования металлической поверхности // 360782

Способ повышения жаростойкости стальных изделий // 148428

Обмазка для алитирования железоуглеродистых изделий методом распыления // 99463

Способ цинкования стальных изделий // 2186150

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам диффузионного цинкования, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, приборостроительной и других областях промышленности

Способ упрочнения твердосплавного алмазного инструмента // 2245391

Изобретение относится к способам упрочнения твердосплавного алмазного инструмента и может быть использовано в машиностроении и горнодобывающей промышленности

Суспензия для алюмохромосилицирования деталей из жаропрочных никелевых сплавов // 2326183

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке сплавов, и может быть использовано для повышения жаростойкости деталей газотурбинных двигателей

Способ поверхностного упрочнения деталей машин // 2098509

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов, а именно диффузионному насыщению поверхностных слоев упрочняемых деталей машин различными химическими элементами из твердых фаз

Способ получения покрытий на поверхности стальных изделий // 2009271

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности к способам получения жаростойких покрытий на поверхности стальных изделий, в том числе муфелей, радиационных труб и других элементов печного оборудования

Способ получения покрытий на поверхности стальных изделий // 2031973

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов, в частности к способам получения жаростойких покрытий на поверхности стальных изделий, в том числе муфелей, радиационных труб и других элементов печного оборудования

Способ получения диффузионного хромистого покрытия на изделиях из малоуглеродистой стали // 1560618

Изобретение относится к химико-термической обработке малоуглеродистой стали

Способ лазерной химико-термической обработки // 1617048

Изобретение относится к области металлургии, в частности к лазерной химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных преимущественно из углеродистых сталей

Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов // 1677089

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке , а именно к процессам комплексного насыщения в порошкообразных смесях, и может быть использовано в машиностроении для повышения износостойкости изделий из титана и его сплавов

Способ получения защитных покрытий // 2527234

Изобретение относится к антикоррозийной обработке металлических изделий, в частности к термодиффузионному цинкованию, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения и других отраслях промышленности, где требуется защита изделий от коррозии и старения. Способ получения защитных покрытий включает загрузку изделий в нагревательную установку, их нагрев в контакте с цинксодержащей насыщающей смесью и выдержку при температуре, необходимой для образования требуемой толщины покрытия, и последующую выгрузку изделий. В качестве насыщающей смеси используют цинксодержащую суспензию на полимерной основе при следующем содержании компонентов, мас. %: порошок цинка - 40-95 и раствор полимерного связующего - 60-5. Суспензию в количестве 0,5-3,0% от массы цинкуемых изделий предварительно наносят на поверхность изделий ровным слоем. После отверждения полимера изделия размещают внутри нагревательной установки, нагрев осуществляют до температуры, превышающей 250°C, и выдерживают для обеспечения образования требуемой толщины покрытия. Получается высококачественное защитное покрытие металлических изделий в расширенном диапазоне габаритов цинкуемых изделий и толщин наносимых защитных покрытий.