Расплав для азотирования стальных изделий

Авторы патента:

ВИШНЕВСКИЙ ВЛАДИСЛАВ БОРИСОВИЧ

ПАЛЬЧЕВСКИЙ БОРИС НИКОЛАЕВИЧ

ДОВГЯЛЛО ИГОРЬ ГЕОРГИЕВИЧ

СОЛОВЬЕВ ИВАН ГЕРАСИМОВИЧ

РЯБЦЕВА ОКСАНА КОНСТАНТИНОВНА

C23C8/50 - стальных поверхностей

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к азотированию в расплавах. Цель изобретения , - увеличение насыщающей способности расплава. Расплав для азотирования стальных изделий содержит цианат щелочного металла и в качестве активатора - кальдийцианамид при следующем соотношении компонентов,мае.%: цианат щелочного металла 40-80; кальцийцианамид 5-15; углекислая соль п;елочного металла - остальное. Использование расплава обеспечивает скорость роста диффузионного слоя в 1,1- 1,3 раза выше по сравнению с известными при одновременном повышении твердости карбонитридной зоны на 3- 5%. 2 табл. о 00 ел ел 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 С 23 С 8/50

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

QO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВСЕСОЮИИ списочник иэоврсткния

К ABTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4100846/31-02 (22) 04.08.86 (46) 30.11.87. Бюл. В 44 (71) Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова (56) Авторское свидетельство СССР

У 479825, кл. С 23 С 8/50, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 943322, кл. С 23 С 8/48, 1982. (54) РАСПЛАВ ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (72) В.Б.Вишневский,.Б.Н.Пальчевский, И.Г.Довгялло, И.Г.Соловьев и О.К.Рябцева (53): 621.785.51.06 (088.8)1

„„SU„„1355641 A 1 (57) Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к аэотированию в расплавах. 1 ель изобретения. вЂ” увеличение насыщающей способности расплава. Расплав для азотирования стальных изделий содержит цианат щелочного металла и в качестве активатора вЂ” кальцийцианамид при следующем соотношении компонентов,мас.%: цианат щелочного металла 40-80; кальцийцианамид 5-15> углекислая соль щелочного металла вЂ” остальное. Использование расплава обеспечивает скорость роста диффузионного слоя в 1, 11,3 раза выше по сравнению с известными при одновременном повышении твердости карбонитридной эоны на 35%. 2 табл.

1355641

2MeNCO + О г Me + 2N + СО (1) 2CO = Сог+ С (2) 40 где Ме вЂ” ион щелочного металла Na+ или К .

Кислород содержится растворенным в соляной ванне, постоянно поступает из воздуха в поверхностные слои ванны и диффундирует в расплав, а также вносится в расплав деталями и приспособлениями во время работы, в результате чего равновесие реакций (1) и (2) сдвинуто вправо.

Цианат щелочного металла в производственных условиях готовят сплавлением углекислой соли щелочного металла с мочевиной по реакции с5 . 5

МегСО + 2CO(NH >) = 2MeNCO + CO> + (3) + НгО + 2NHy

Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к процессам насьпцения поверхности металла и сплавов азотом, и может быть

5 использовано в машиностроительной, станкостроительной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения вЂ” повьппение на- 10 сыщенной способности расплава.

Расплав для азотирования стальных изделий содержит цианат щелочного металла, углекислую соль щелочного металла и в качестве активатора вЂ” каль- 15 цийцианамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цианат щелочного металла 40-80

Кальцийцианамид 5-15

Углекислая соль щелочно-!

20 го металла Остальное

Кальцийцианамит имеет химическую формулу СаСйг. Технический продукт имеет серый цвет за счет примесей углерода (9-13 ) и содержит 55-65 25

СаСИ

Введение кальцийцианамида в состав возможно как при наплавлении, так и непосредственно в расплав при температуре аэотирования. 30

Цианат щелочного металла при плавлении (350-570 С) является источником активного азота и углерода., которые взаимодействуют с поверхностью металла, насьпцая ее и диффундируя внутрь по реакциям:

В расплаве содержатся в некотором количестве практически все компоненты реакции (3), даже химически связанные молекулы воды, которые полностью удаляются лишь при температуре около 700 С, Кальцийцианамид гидролизуется по схеме

Н О

CaCN СО(ИН ) + СаО, (4) т.е. получается дополнительное количество мочевины, которая взаимодействует с карбонатом щелочного металла по схеме (3) с образованием цианата.

Окись кальция взаимодействует с углекислым газом, образуя СаСО, который в расплаве ванны с NH по схеме

CaCO> + 2NH> = CaCN> + 3Н О (5) вновь образует кальцийцианамид.

Кальцийцианамид выполняет роль поставщика мочевины в расплав, эа счет которой увеличивается работоспособность ванны. Расплав цианата щелочного металла без добавки CaCN работает до истощения 10 сут, после чего необходимо производить его замену. Расплав же с добавкой СаСИг в укаэанных пределах работает без замены ?О сут. Работоспособность расплава контролируется химическим анализом на содержание цианата щелочного металла по технологии, принятой на заводе.

Пример 1. 35 мас. цианата натрия смешивают с 60 мас, углекислого натрия. Смесь плавят в тигле из нержавеющей стали при 550 С. В расплавленную смесь добавляют 4 мас. кальцийцианамида. В готовый расплав опускают образцы из стали 45, Азотирование осуществляют при 560 С в течение 1,5 ч..

Примеры 2-10 по диффузионному насьпцению тех же материалов в тех же температурно-временных условиях, но при различном соотношении указанных компонентов выполнены аналогично и сведены в табл. 1.

Увеличение содержания цианамида кальция целесообразно, так как поверхностный слой становится рыхлым, что снижает твердбсть.

1355641

Остальное щелочного металла

Таблица 1 Время

Твердость, H 5tt

Толщина

Пример.

- насы

; щения

1, Диффузионного слоя, Карбониткой

Цианур- CaCN г амид зоны, мкм

810

0,32

1,5

36 и

23 и

0,33

40 вЂ” 55

820

0,36 и

830

40 и»

850

0,38

6 и и

0,39

840

0,41

15 и и

80 и

0,40

16 и

820

0,34

82 и и

0,35

Известный

810

0,32 22

Работоспособность различных составов ванн приведена в табл. 2.

О циклах не может идти речи, поскольку расплав разлагается с выделе- иием активных азота и углерода постоянно и количество обработанных деталей зависит от потребности производства, емкости ванны, величины деталей, т.е. технологических режимов 10 работы ванны.

Использование предлагаемого расплава обеспечивает при равных прочих условиях насьнцения скорость роста диффузионного слоя в 1,1-1,3 раза вы- 15 ше по сравнению с известным при одновременном повьпнении твердости карбонитридной зоны (3-5%). Кроме того, работоспособность (долговечность)

Состав для азотироваиия, мас.%

КаСКО I КСЕРО КагС03 КС01 предлагаемого расплава увеличивается в 2 раза по сравнению с известным.

Ф о р м у л а изобретения

Расплав для азотирования стальных изделий, содержащий цианат щелочного металла, углекислую соль щелочного металла, углекислую соль щелочного металла и активатор, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повьппения насьнценной способности, он в качестве активатора содержит кальцийцианамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цианат щелочного металла 40-80

Кальцийцианамид 5-15

Углекислая соль

1355641

Таблица 2

Количество цианата мас.% через сутКоличество добавляемого

Исходное ко-, личестцианамида кальция, мас.% во циа10.

20 ната, мас.%

31 29

37 32

45 35

60 40

57 36

Известный, 50

26 (подлежит замене) Составитель Н.Дожкенкова

Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи

Редактор Ю.Середа

Заказ 5753/25 Тираж 937 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Расплав для азотирования стальных изделий

Патент 221586 // 221586

Патент 82451 // 82451

Способ обработки деталей для кухонной утвари // 2526639

Изобретение относится к способу обработки деталей из черных сплавов, содержащих по меньшей мере 80% железа по массе, или из нелегированной стали для кухонной утвари для защиты указанных деталей от царапин. Проводят первый этап азотирования или азотонауглероживания между 592 и 750°С так, чтобы способствовать созданию слоя азотистого аустенита между слоем нитрида и диффузионным слоем, этап обработки с оксидированием, предназначенный способствовать преобразованию по меньшей мере части азотистого аустенита в фазу повышенной твердости. Фазой повышенной твердости является азотистый браунит или азотистый мартенсит, при этом повышенная твердость является промежуточной между твердостью слоя нитрида и твердостью диффузионного слоя. Обеспечиваются улучшенные антипригарные, царапиностойкие свойства и стойкость к коррозии при пониженных затратах на производство. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил. .

Ванна расплавленных солей для азотирования механических деталей из стали и способ осуществления // 2590752

Изобретение относится к азотированию механических деталей. Солевой расплав для азотирования механических деталей из стали, по существу состоящий из (содержания выражены по весу): от 25% до 60% хлоридов щелочного металла; от 10% до 40% карбонатов щелочного металла; от 20% до 50% цианатов щелочного металла; максимум 3% цианидных ионов, причем сумма указанных содержаний составляет 100%. Способ азотирования механических деталей из стали включает погружение детали в вышеупомянутый солевой расплав при температуре между 530°С и 650°С не более чем на 4 ч. Азотированная механическая деталь из стали обработана указанным способом азотирования. Обеспечивается получение деталей, обладающих коррозионной стойкостью при одновременном улучшении шероховатости поверхности. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 пр.

Способ производства текстурированного листа из электротехнической стали и первично-рекристаллизованный стальной лист для производства текстурированного листа из электротехнической стали // 2617308

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению текстурированного листа из электротехнической стали, используемого при изготовлении сердечников трансформаторов, генераторов и т.п. устройств. Стальной сляб, имеющий состав, содержащий, мас.% или ч./млн по массе: С: 0,08 или менее, Si: от 2,0 до 4,5, Mn: 0,5 или менее, S: менее 50 ч./млн, Se: менее 50 ч./млн, О: менее 50 ч./млн, sol. Al: менее 100 ч./млн, N: 80 ч./млн или менее, остальное Fe и неизбежные примеси, и подвергнутый при необходимости повторному нагреву, подвергают горячей прокатке для получения горячекатаного стального листа. Состав сляба удовлетворяет следующему условию: sol. Al (ч./млн) - N (ч./млн) × (26,98/14,00) ≤ 30 ч./млн. Производят отжиг и холодную прокатку горячекатаного листа для получения холоднокатаного листа требуемой толщины. Осуществляют первичный рекристаллизационный отжиг, при этом до, во время или после первичного рекристаллизационного отжига выполняют азотирование. Наносят отжиговый сепаратор на холоднокатаный первично-рекристаллизованный лист и подвергают его вторичному рекристаллизационному отжигу. Обеспечивается достижение высоких магнитных свойств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ и устройство для азотирования текстурированного листа из электротехнической стали // 2620403

Изобретение относится к способам непрерывного азотирования текстурированной полосы из электротехнической стали, проводимым после холодной прокатки и перед вторичным рекристаллизационным отжигом, и устройствам для осуществления упомянутых способов. Осуществляют погружение полосы в течение времени от 5 с до 1000 с или от 3 с до 300 с в ванну с солевым расплавом с регулированием нагрева ванны от 400°С до 700°С при поддержании заданной температуры. Упомянутое устройство содержит контейнер для содержания ванны с солевым расплавом, устройство регулирования температуры для нагрева упомянутой ванны с солевым расплавом до заданной температуры и поддержания упомянутой ванны с солевым расплавом при заданной температуре и по меньшей мере один направляющий ролик для поддержания указанной полосы, проходящей внутри ванны с упомянутым солевым расплавом. В другом варианте устройство содержит контейнер для содержания ванны с солевым расплавом, устройство регулирования температуры для нагрева упомянутой ванны с солевым расплавом до заданной температуры и поддержания ванны с солевым расплавом при заданной температуре, направляющий ролик для поддержания полосы, проходящей внутри упомянутой ванны с солевым расплавом, и по меньшей мере один противоэлектрод, между которым и упомянутой полосой приложено напряжение для проведения электролитического азотирования указанной полосы. Обеспечивается получение постоянных магнитных свойств и упрочнение поверхностных слоев текстурированного листа из электротехнической стали. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл., 2 пр.