Способ комплексной химико-термической обработки стальных изделий

 

Изобретение относится к способам комплексной химико-термической обработки и может быть использовано для борирования, бороалитирования и бороцементации стальных изделий, работающих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок Целью изобретения является устранение припекания обмазки к поверхности изделий после проведения процесса насыщения. Для этого на изделие перед нанесением насыщенного слоя обмазки наносят слой органического полимера толщиной 30- 1000 мкм. СП СГ)

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 н лвтоесиом г свидктельствм

1 (46) 15.09.88, Бюл. У 34 ,(21) 3948246/22-02 (22) 28.08.85 (72) Г.А.Пастухова, В.Е.Лобанов, А.Л.Ютерензон, С.А.Перина, Б.И.Зиль-берглейт, Н.M.Êàðàìûøåâ и Л.В.Петрова (53) 621.785.539(088.8) (56) Ворошиин Л.Г., Борисенок Г,В, и Керженцева K.Ô. Химико-тервй4еская обработка металлов и сплавов с использованием паст. — Металлургия, вып. 8, МН. 1976, с. 15.

Патент ФРГ Ф 2361017, кл. С 23 С 8/68, 1У75. (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к способам комплексной химико-термической обработки и можЕт быть использовано для борирования, бороалитирования и бороцементации стальных иэделий, работа" ющих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок. Целью изобретения является устранение припекания обмазки к поверхности иэделия после проведения процесса насыщения. Для этого на изделие перед нанесением насьпценного слоя обмазки наносят слой органического полимера толшиной 301000 мкм.

Изобретение относится к способам химико-термической обработки металлов и используется для комплексного насьпцения иэделий, работающих в ус-, ловиях абразивного износа и ударных нагрузок.

Целью изобретения является устранение припекания обмаэки к иэделию.

Сущность способа состоит в том, 10 что перед нанесением насыщающего слоя обмаэки на поверхность изделия наносят слой органического полимера.

После нанесения на него насыщающего слоя и затем защитного слоя обмазки. l5 изделие помещают в печь и нагревают до 700-1000 С.

При термической деструкции полимера образуется пористый слой, который обеспечивает доступ насьпцающего 20 агента к поверхности изделия. После проведения процесса насьпцения и охлаждения обмазка легко удаляется.

Граничные значения толщины слоя полимера определены в пределах 301000 мкм.

При проведении насьпцения в обмазке по данному способу со слоем полимера толщиной менее 30 мкм не обеспечивае гся отставание обмазки.после прове- 30 дения процесса насьпцения.

При проведении насьпцения в обмазке со слоем органического полимера толщиной более !000 мкм скорость насыщения настолько мала, что не удается получить качественное покрытие.

Эксперименты с различными насьпцающими слоями обмазок показали, что состав насыщающего слоя влияет лишь на скорость роста диффузионных слоев; при проведении процесса без слоя органического полимера отмечалось прилипание обмазки к поверхности изделий .

Пример 1. На образециз стали 45 ст. 3 размерами 25xi8x5 мм наносили насьпцающий слой обмазки толщиной 5мм, состоящий из полимерной основы, мас.ч.:

Фенолформальдегидная реэольная смола марка арэамит-5 10

Пара-толуолсульфохлорид 1

Аэросил 0,5

55 и борирующей смеси SAM состава, мас.ч,:

Спек магниетермического восстановпения борного ангидрида 9

Тетрафторборат натрия 1 в количестве 20 r смеси на 23,3 г полимерной основы.

На насыщающий слой наносили защитный слой толщиной 5 мм из андеэитовой силикатной замазки состава, мас.ч.:

Андеэитовая мука 100

Кремниефторид натрия 5

Н<идкое стекло 40

Обмазку сушили в течение 1 ч при

70 С, после чего образец помещали в муфельную печь и подвергали термоо обработке при 900 С в течение 5 ч в воздушной атмосфере.

После окончания процесса насыщения образец извлекали из печи и охлаждали на воздухе. Обмазка припеклась к поверхности образца и удалялась с большим трудом после постукивания по ней молотком. Отдельные припекшиеся частицы обмазки удалялись вместе с боридным слоем. По граням образца имелись отдельные сколы боридного слоя. Размер слоя определяли металлографически.

Толщина боридного слоя, состоящего из FeB, 80 мкм, Пример 2. На образец из стали ст. 3 размерами 25х18хб мм в кипящем слое наносили покрытие из полиэтилена толщиной 200 мкм. На этот слой наносили обмаэку, состоящую иэ насьпцающего-и защитного слоя по примеру 1.

Процесс насьпцения проводили на о воздухе при 900 С в течение 5 ч. После окончания насьпцения образец охлаждали в воде. Большая часть обмазки отделялась от поверхности образца при охлаждении, остальное легко удалялось влажной тряпкой. Поверхность образца ровная, без сколов. Толщина боридного слоя 170 мкм.

Пример 3. На образец из ст. 3 размерами 25х18х5 мм наносили трехслойную обмазку по примеру 2.

Процесс насьпцения проводили на воздухе при 1000 С в течение 5 ч. После окончания насьпцения образец охлаждали в воде. Большая часть обмазки отделилась от поверхности образца при охлаждении, остальное легко удалялось.

Поверхность образца ровная, беэ сколов °

1332856

Формула из об ре те ния

Способ комплексной химико-термической обработки стальных иэделий, включающий нанесение на поверкность иэделия насьпцающего слоя обмаэки, нанесение защитного слоя обмазки, сушку обмаэкн и диффузионное насыщение при 700-1000 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью устранения припекания обмаэки к иэделию, перед нанесением насыщающего слоя обмазки на поверхность иэделия наносят слой органического полимера. тров

Корректор М. Демчик

Составитель И. Пе

Техред М.Дидык —.

Редактор Л. Лашкова

Заказ 5162

Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Толщина боридного слоя 200 мкм.

Пример 4. На образец из ст.3 размерами 25х 18х5 мм наносили трехслойную обмаэку по примеру 3. Процесс насьпцения проводили на воздухе при температуре 900 С в течение 5 ч.

После окончания насьпцения образец охлаждали на воздухе.

Обмазка легко удалялас= механичес- rp ки. Поверхность образц ровная, беэ сколов.

Толщина боридного слоя 170 мкм.

Пример 5. На образец из ст. 3 размерами 25х 18х5 мм наносили покрытие на основе фенолформальдегидной реэольной смолы (бакелитовый лак) толщиной 150 мкм. На этот слой наносили насыщающий и защитный слои обмазки по 20 примеру 1.

Образец подвергали термообработке о на воздухе при 900 С в течение 5 ч в муфельной печи. После окончания 25 процесса насыщения образец охлаждали в воде. Обмаэка легко удалялась механически. Поверхность образца ровная, без сколов.

Толщина боридного слоя 150 мкм. З0

Пример 6. На образец иэ ст. 3 размерами. 25х 18х5 мм наносили покрытие иэ натурального каучука (полан-м) толщинои 375 мкм. На этот слой наносили насьпцающий и защитный слои обмазки по примеру 1 °

Образец подвергали термробработке на воздухе при 900 С в течение 5 ч.

После окончания процесса насьпцения образец охлаждали в воде. Обмаэка легко удалялась механически. Поверхность образца ровная, Ьез сколов.

Толщина боридного слоя 90 мкм.

П р и м,е р 7. На образец из ст. 3 размерами 25х18х5 мм в кипящем слое наносили покрытие иэ полиэтилена толщиной 200 мкм. На него наносили насыщ ющий слой толщиной 5 мм, состоящий из полимерной основы, мас.ч,.:

Аэамит-5

Пара-толуопсульфохлорид 1

Аэросил 0,6 и бороалитирующей смеси, состоящей, мас. ч.:

Карбид бора 5

Порошок алюминия 2

Криолит 1 в количестве 20 г смеси на 20 г полимерной основы. На нагьппающий слой наносили защитный слой толщиной 5 мм иэ андезитовой силин ltHQA замазки.

Обмазку сушили в течение ч при

70 С, после чего образец подвергали о термообработке на воэдухе при 900 С в течение 5 ч.

После окончания процесса образец извлекали иэ печи и охлаждали в воде.

Обмазка удалялась легко. Поверхность образца ровная, беэ сколов.

После-окончания процесса насьпцения образец закаливали в воде. Обмаэка удалялась легко. Поверхность образца без сколов.

Металлографический аналиэ показал наличие отдельных игл боридов размером 15-30 мкм.

Сплошного слоя нет.

Таким образом, как следует из примеров 1-7, покрытие полностью устраняет основной недостаток насьпцающих обмазок — налипание на поверхность иэделия.