Состав карбюризатора для цементации

Авторы патента:

ДУБИНИН АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

КАТАСОНОВ ИВАН ПЕТРОВИЧ

ГРАНОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

АНТОНОВ НИКОЛАЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

C23C8/64 - науглероживание

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к составам для цементации в твердых карбюризаторах. Цель изобретения - повышение насыщающей способности карбюризатора и улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном. Состав содержит, мас.%: гипофосфит кальция 8-12

углекислый кальций 1-3

углекислый барий 6-10

роданистый марганец 0,8-2,4

гашеная известь 12-16

древесный уголь остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цд4 С 23 С 8/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2С+ О = 2 СО.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4393395/31-02 (22) 15.03.88 (46) 15.10.89. Бюп. И 38 (71) Краматорский индустриальный институт (72) А.В. Дубинин, И.П. Катасонов, А.В. Грановский и Н.А. Антонов (53) 621.785.52 (088.8) (56) Зуев В.M. Термическая обработza металлов. M. Высшая школа, 1981, с. 102. (54) СОСТАВ КАРВЮРИЗАТОРА ДЛЯ ЦЕ-МЕНТАЦИИ

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов; в частности к составам для цементации в твердых карбюризаторах.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности карбюриз атора, улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном.

Карбюризатор, содержащий древесный уголь, углекислый кальций, углекислый барий, дополнительно содержит гипофосфит кальция, роданистый марганец, гашеную известь при следу-. ющем содержании компонентов, мас.%:Гипофосфит кальция 8-12

Углекислый кальций 1-3

Углекислый барий 6-10

Роданистый марганец 0,8-2,4

Гашеная известь 12-16

Древесный уголь Остальное

„„Я0„„1514825 А1

? (57) Изобретение относится к химико. термической обработке, в частности . к составам для цементации в твердых карбюризаторах. Цель изобретения-повышенне насыщающей способности карбюризатора и улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном. Состав содержит, мас.%: гипофосфит кальция 8-12 углекислый кальций 1-3 углекислый барий 6-10; роданистый марганец 0,8-2,4 гашеная известь 12-16, древесный уголь остальное. 2 табл.

В предлагаемом составе гашеная известь применяется для ускорения процесса насыщения поверхности жере беек; гипофосфит кальция применяется для снижения температуры плавления поверхности обрабатываемых жеребеек; роданистый марганец применяется с целью улучшения сплавляе-, мости обработанной жеребейки с чугуном.

Древесный уголь является основным источником углерода в составе карбюризатора. Древесный уголь окисляется воздухом, находящимся в порах между частицами карбюризатора:

Окись углерода на поверхности обрабатываемой детали окисляется до углекислого газа, при этом выделяется атомарный углерод

2СО = СО + С.1,514825

Атомарный углерод диффундирует в поверхность жеребейки насыщения ее углеродом.

Углекислый кальций препятствует спеканию карбюризатора, повышает его активность.

Углекислый барий при нагреве выделяет углекислый гаэ, который восстанавливается древесным углем до 10 окиси углерода, способствует переносу углерода на обрабатываемую поверхность.

При содержании углекислого кальция менее 1 не достигается нужный 15 эффект, при содержании углекислого кальция ниболее 3% дальнейшего улучшения свойств карбюризатора не наб>людается. При содержании углекислого бария менее б не достигается 20 желаемый эффект, при содержании углекислого бария более 10Х увеличивается токсичность карбюриэатора без дальнейшего улучшения технологических свойств.

Гипофосфит кальция служит источником фосфора в карбюризаторе. фосфор BoccTBHGBJIHHGeT(древесным углем из гипофосфита кальция до элементарного, причем в момент выделения находится в наиболее активном атомарном виде. Фосфор диффундирует в поверхность жеребейки, где входит в состав эвтектик с железом, марвЂ” ганцем. Эвтектики фосфора легкоплав- 35 .ки, жидкотекучи, обладают самофлюсующими свойствами и поэтому облегчают смачивание жидким чугуном поверхности жеребеек. При содержании гипофосвЂ” фита кальция менее 8 желаемый зф- 40 фект не достигается, при содержании гипофосфита кальция б>олее 12 ухудшается качество поверхности обработанной жеребейки.

Гашеная известь является источни- 45 ком водорода, Гашеная известь распадается при нагреве

q с

Са(ОН) CaO + Н О, Образующиеся пары воды реагируют с углеродом:

НО+1 2H+CO.

Водород, выделян>щийся в атомар55 ной форме, реагирует с углеродом, при этом образуются углеводородные соединения, которые являются более эффективным звеном„ передающим углерод к обрабатываемой поверхности, чем окись углерода, Кроме того, водород вступает в реакцию с фосфором и серой и также способствуют их переносу на обрабатываемую поверхность жеребейки. Образующаяся окись кальция препятствует спеканию карбюризатора, При содержании гашеной извести менее 12Х ее влияние оказывается недостаточным, при содержании гашеной извести более 1бХ дальнейшего улучшения свойств карбюризатора не происходит.

Роданистый марганец служит дополнительным источником углерода, а также источником марганца, серы и азота в карбюризаторе.

При распаде роданистого марганца выделяется марганец, проникающий в глубь обрабатываемой поверхности.

Марганец, имея сродство к кислороду большее, чем железо, при заливке жеребейки жидким чугуном восстанавливает окислы железа, образуя легкоплавкие окислы марганца, всплывающие на поверхность чугуна; марганец снижает кипение металла за счет образования окиси углерода, так как вместо газообразной окиси углерода образуются при заливке окислы марган-. ца, находящиеся в жидком состоянии.

Тем самым роданистый марганец способ" ствует герметичности отливки вместе постановки жеребейки. Кроме того, марганец образует легкоплавкие эвтектики с серой и фосфором, улучшая тем самым процесс смачивания поверх» ности жеребейки жидким чугуном. Роданистый марганец является также источником серы. Сера, насыщая поверхность обрабатываемой жеребейки, совместно с фосфором понижает температу- ру ее плавления, способствуя улучшению смачиваемости поверхности жеребейки жидким чугуном. Кроме того, роданистый марганец служит источником азота, насыщающего поверхность жеребейки, что препятствует отбелу чугуна по линии сплавления его с жеребейкой, так как азот является аустенизатором. При содержании роданистого марганца менее 0,8 его влияние оказывается недостаточным, при содержании роданистого марганца более 2,4Х дальнейшего улучшения свойств карбюриэатора не происходит.

1514825 тора ухудшаются.

1-3

12-16 известь

Древесный

Остальное уголь

Таблица l

Содержание компонентв, мас.%, в составе

Компонент

6(прототип) 4 5

Гипофосфит кальция

Углекислый кальций

Углекислый барий

Роданистый марганец

Гашеная

12 14

3 4 3,5

10 12 22

6 8

0,7 1

4 6

2,4

0,6 О;8 1,8

10 12 14

2,8

16 известь

Др ев есный уголь

Осталь-Осталь- Осталь- ОсОсталь- Остапьталь- ное ное ное ное ное ное

Изготовлены пять составов предла- гаемого карбюризатора, а также состав, принятый за прототип, табл. 1.

В карбюризаторе обрабатывались жеребейки из стали 3 при следующем режиме: время обработки 6 ч; температура 950 С. Определялась глубина диффузионно-насыщенного слоя. Жеребейки, обработанные в карбюризаторе, использовались для литья чугунных ппастин толщиной 12 мм, для чего производилась заливка чугуном СЧ15, при 1300 С,Запивалось по 20 жеребеек, обработанных каждым из составов карбюризатора. Отливки проверялись на герметичность керосиновой пробой, подсчитывапось число течей по жеребейкам.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, предложенный состав карбюризатора оптимальных составов 2-4 имеет преимущества перед известным, принятым за прототип. При содержании компонентов в карбюризаторе больше или меньше опткмального состава свойства карбюриэаФо рмул а из обретения

Состав карбюризатора для цементации, содержащий древесный уголь, углекислый барий, углекислый кальций, отлич ающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава и улучшения сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном, он дополнительно содержит

t5 гипофосфит кальция, роданистый марганец, гашеную известь при следующем соотношении- компонентов, мас.%:

Гипофосфит кальция 8-12

20 Углекислый кальций

Углекислый барий 6-10

Роданистый

25 марганец 0,8-2,4

Гашеная

1514825

Т абл ица2 лубина ементосло чей тав, ф

Примеч ания обанного абослоя, мм анным рейкам

0,16

Налипание карбюризатора на жеребейку

Нет замечанийй

Нет замечаний

Окомкование карбюризатора

Спекание карбюриза-.. тора и налипание на жеребейку

0,19

Нет

0,22

Нет

0,21

Нет

0,17

6, 0,11

Составитель И. Дашкова

Редакт ор М. Бандур а. Техред А. Кр авчук Корректор M. Максимишинец

Заказ 6197/29 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Изобретение относится к области химико-термической обработки и может быть использовано при производстве металлообрабатавающего инструмента повышенной производительности в станкоинструментальной и машиностроительной отраслях промышленности

Состав для цементации стальных изделий // 1222711

Способ цементации изделий в кипящем слое // 375322

Способ газовой цементацииsc?c(>&hj_^1пат?ип.^&-'- лбиблl••l^-^ // 326257

Обозная г пдтл; . '-^ 'зйч^ская i <ой';*в.ч8цин ^.^ f-- p.^, i // 298699

Способ химико-термической обработки изделий из титановых сплавов // 277497

Способ химико-термической обработки изделий // 272763

Способ карбидизации электролитических хромовых покрытий // 123820

Твердый карбюризатор для цементации металла // 109006

Способ упаковки ящиков с твердым карбюризатором и цементуемыми деталями // 82517

Способ химико-термической обработки металлов // 2107111

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов путем электронагрева их в твердой порошкообразной среде и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости металлов в различных областях промышленности

Способ улучшения аэродинамических характеристик насыпного материала кипящего слоя // 2243029

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к разделу термической и химико-термической обработки деталей из металлов и сплавов

Способ защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля // 2349678

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения алюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении для защиты от высокотемпературного окисления внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов

Реакционный состав для химико-термической обработки материалов // 2038412

Изобретение относится к машиностроению и химии, конкретно к металлообработке и эксплуатации машин и механизмов, в том числе двигателей внутреннего сгорания

Порошковая смесь для цементации высокохромистых сталей // 1574680

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковым смесям для цементации высокохромистых сталей, и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий, работающих в условиях изнашивания

Карбюризатор для низкотемпературной нитроцементации // 1622422

Изобретение относится к составам для химикотермической обработки порошковых сталей и может быть использовано в машиностроении в качестве состава карбюризатора для низкотемпературной нитроцементации порошковых изделий

Способ упрочнения изделий из титана // 1742353

Способ поверхностного упрочнения металлических изделий // 2482203

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к производству различных изделий из платины и сплавов на основе платины, преимущественно к изготовлению ювелирных изделий, монет, медалей, значков

Науглероженный стальной элемент и способ его получения // 2518840

Изобретение относится к науглероженному стальному элементу, способу его получения и цементируемой стали для него. Науглероженный стальной элемент получают с помощью специальных стадий науглероживания, охлаждения и закаливания. Стальной элемент содержит: С: 0,1-0,40 мас.%; Si: 0,35-3,0 мас.%; Mn: 0,1-3, мас.0%; Р: 0,03 мас.% или менее; S: 0,15 мас.% или менее; Al: 0,05 мас.% или менее; N: 0,03 мас.% или менее; и содержание Cr: менее 0,2 мас.% и содержание Мо: 0,1 мас.% или менее; и Fe и неизбежные примеси: остальное. Его поверхностный слой имеет первый слой, имеющий концентрацию углерода 0,60-0,85 мас.% и мартенситную структуру, в которой на границе раздела зерен отсутствует оксидный слой, обусловленный существованием Si. Второй слой имеет концентрацию углерода 0,1-0,4 мас.% и мартенситную структуру. Третий слой имеет концентрацию углерода 0,1-0,4 мас.% и не имеет мартенситной структуры. В результате полученный науглероженный стальной элемент обладает высокой твердостью и однородностью структуры. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Способ активирования изделия из пассивного черного или цветного металла до науглероживания, азотирования и/или азотонауглероживания // 2536841

Изобретение относится к способу поверхностного упрочнения изделия из нержавеющей стали, никелевого сплава, кобальтового сплава или материала на основе титана. Обеспечивается нагревательное устройство, имеющее первую зону нагрева ниже по ходу от второй зоны нагрева, впуск газа и выпуск газа для прохождения газа через нагревательное устройство, нагрев изделия в упомянутой первой зоне нагрева до первой температуры в диапазоне 185-500°С, нагрев по меньшей мере одного соединения N/C, содержащего азот и углерод, в упомянутой второй зоне нагрева до второй температуры 135-450°С, которая ниже, чем первая температура, для образования одного или более газообразных веществ. При этом упомянутое соединение имеет одинарную, двойную или тройную связь углерод-азот и является жидким или твердым при температуре 25°С и давлении 1 бар. Осуществляется прохождение газа с использованием газа-носителя, который является неокисляющим по отношению к изделию, для контактирования изделия с газообразными веществами для активации изделия и последовательное нагревание изделия в этом нагревательном устройстве в присутствии газообразных веществ до температуры азотонауглероживания, которая является по меньшей мере такой же высокой, как и первая температура, и составляет менее 500°С. Обеспечивается повышенная твердость и усталостная прочность обработанных указанным способом изделий. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 пр.