Состав для комплексного насыщения чугунных изделий

 

Изобретение относится к металлургии ,в частности, к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщения для повышения жаростойкости и долговечности чугунных изделий, работающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - повышение жаростойкости чугунных изделий. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 20-30

порошок хрома 15-20

порошок алюминия 5-10

хлористый аммоний 0,5-1

фтористый натрий 2-3 и окись алюминия остальное. Состав благодаря комплексному поверхностному легированию чугунных изделий бором, хромом и алюминием позволяет повысить их жаростойкость в 1,5-2,0 раза. 2 табл.

союз соеетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 С 23 С 12/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г0СУД Ч СТВЕННЫй KOMHTET

По ИЭОа ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЕ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4227930/31-02 (22) 13.01.87 (46) 15.07.89. Вюл. - 26 (71) Калининский политехнический институт (72) JI. Т. Гордеева, H. В. Ткачева и Н. А. Иванов (53) Ь21. /85-5I.ОЬ(О88.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М !149644, кл. С 23 С 12/OZ.

1 (54) СОСТАВ ДЛЯ КОЮШЕКСНОГО ЦАС11ЩЕНИЯ ЧУГУНИ|Х ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщеИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к комплексным процессам диффузионного насыщения чугунных иэделий для повышения жаростойкости и долговечности, pat5oтающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — повышение жаростойкости чугунных иэделий.

Состав для комплексного насыщения чугунных изделий содержит 15-20 мас. Ж порошка хрома, 5 — 10 мас,% порошка алюминия, 20-30 мас.% карбида бора, 0,5-1 мас.% хлористого аммония, 2

3 мас.% фтористого натрия и остальное окись алюминия, „„SU„„1493687 А1

2 ния для повьш ения жаростойкости и долговечности чугунных изделий, работающих в условиях переменных температур и абразивного износа, и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — повьш ение жаростойкости чугунных изделий. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: карбид бора 20-30; порошок хрома 1520; порошок алюминия 5-10; хлористый аммоний 0,5-1; фтористый натрий 2-3 и окись алюминия остальное. Состав благодаря комплексному поверхностному легированию чугунных изделий бором, хромом и алюминием позволяет повысить их жаростойкость в 1,5

2,0 раза. 2 табл.

Функциональное назначение.

Карбид бора, порошки хрома и алэ миния — активные компоненты, поставщики атомов бора, хрома и алюминия в поверхность чугунных изделий.

Хлористый аммоний и фтористый натрий — активаторы процесса насыщения.

Окись алюминия — инертная добавка, предотвращает спекание насыщающей смеси.

Введение в состав поверхностного упрочнения чугуна дополнительно карбида бора и фтористого натрия обеспечивает хорошую стойкость деталей при

1000 С.

Состав обеспечивает диффузионное насыщение поверхности чугунных изделий одновременно бором, хромом и алюминием, 1493687 стого натрия менее 2/ и более З дают более значительное увеличение массы, что соответствует большему окислению (h,а, 30,2 мг/см,, 6 а =

28 мг/см при температуре испытаний по сравнению с оптимальными составами (вар, II-IV), Термостойкость чугунного упрочнен. ного образца до скола диффузионного покрытия составила 70 циклов, известного — 40 циклов.

Комплексное поверхностное легирование бором, хромом, алюминием соэ дает сложное по составу покрытие

В 0 А1. 0 Сг О, которое обладает способностью залечивать микротрещины термического происхождения и предохраняет чугун от коррозии до о температуры 1000 С, так как зти слои рассасываются при длительном воздействии высоких температур с меньшей интенсивностью, Таким образом, состав обеспечивает повышение жаростойкости чугунHbIx иэделий по сравнении с известным в 1,5 — 2 раза.

При диффузионном комплексном насыщении поверхности деталей, первым начинает свое проникновение алюминий.

Апюминий способствует повышению ак5 тинной способности хрома. Хром, двигаясь вслед эа алюминием, отсасывает на себя углерод, растворяет графит и связывает его в карбиды.

Фтористый натрий при температуре процесса разлагается с образованием

BF . Наличие в зоне реакции трехфтористого бора оказывает интенсифицирующее влияние на восстановление присутствующего в техническом карбиде 15 бора — борного ангидрида В 0 до низшего окисла В О, из которого и поступает активный бпр к поверхности детали.

На поверхности создается сложное 20 по составу покрытие В. 0 А1 0 Cr О> которое обладает способностью залечивать" микротрещины термического происхождения.

Пример. Технология приготов- 25 ления данного состава заключается в следующем: компоненты, предварительно просушенные (для удаления влаги), смеlllHBBNT в определенных массовых процентах. После этого образцы упако- 30 вывают в контейнер и засыпают насыщающей смесью, Готовый контейнер стао вят в печь и нагревают при Т = 900 С в течение 4 ч, Составы насыщающих смесей привеДе- 35 ны в табл, I, характеристики разработанных составов и прототипа в табл, 2.

Формула изобретения

Состав для комплексного насыщения чугунных изделий, содержащий порошок хрома, алюминийсодержащее вещество и окисЬ алюминия, хлористый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости, он дополнительно содержит кàpáид бора, фтористый натрий, а в качестве алюминийсодержащего вещества порошок алюминия при следующем соотношении компонентов, мас./:

Карбид бора 20-30

Порошок хрома l5-20

Порошок алюминия 5-10

Хлористый аммоний 0,5-1,0

Фтористый натрий 2-3

Окись алюминия Остальное

Таблиц а 1

Из табл. 1 и 2 следует, что наи- 40 лучшие результаты по жаростойкости при 1000 С имеют составы II-IV.

Введение в состав карбид бора менее 20/ и более 30/, порошок хрома менее 15/ и более 201, алюминия ме- 45 нее 51 г. более 101, хлористого аммония менее 0,57 и более I,ОХ, фториСодержание, мас. 1

Компоненты

Предлагаемый (Т (Г

Известный

1 2I III IV Ч

15 20 !

0 15

3 5

0,25 0,5

IS

0,8

l0

1,0

Карбид бора

Хром, пор

Алюминий, по р

Хлористый аммоний

2,0

Остальное

0,5-1,5

1,0-2,0

1493687

Продолжение табл.!

Содержание, мас.Z

Компоненты авест

Х И II I IV V

1 2 2,5

70,75 57,5 45,7

Фтористый натрий

Окись алюминия

3,0

37 — 47

Т а бл иц а 2

Свойства известного и предлагаемых составов

Свойства

Известный

Предлагаемый

1 l

1 I I II I IV V

Относительное иэменение массы (увеличение веса) образца, мг/см

2 (жаростойкость по

ГОСТ 6170-73)

Жаростойкость в условиях термоциклирования (количество циклов, Р) 30,2 17

28

70 70

40

П р и м е ч а н и е: Температура испытаний по ГОСТ 6170-73 1000 С, продолжительность 24 ч, площадь поверхности образца 2,8 см е

Испытания на жаростойкость в условиях термоциклирования проводили в элеко тропечи при 1000 С с выдержкой 10 мин с последуищим охлаждением в воду. 3а критерий термостойкости принято число циклов (N) до появления скола, трещин, видимых невооруженным глазом.

Составитель Н. Сункина

Редактор М. Товтии Техред М.Дидык Корректор О. Кравцова

Заказ 4069/29 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113(135, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101