Состав для комплексного насыщения стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий молибденом, никелем и азотом, и может быть использовано при изготовлении инструментов, деталей машин, приборов и механизмов, работающих в агрессивных средах. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и износостойкости изделий. Осуществляют одновременно совместное диффузионное насыщение стальных изделий молибденом, никелем и азотом в составе, содержащем, мас.%: порошок молибдена 35-45

порошок никеля 20-25

аммоний хлористый 3-5

аммоний никель-молибденовокислый 10-15

окись алюминия остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 С 23 С 12/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4332416/23-02 (22) 23.11.87 (46) 15.11.89. Бюл. М 42 (72) В.Г. Артемчук (53) 621.785.51.06 (088;8) (56) Иинкевич А.H. Химико-термичес" кая обработка металлов и сплавов.

M.: Машиностроение, 1965, с. 297303. (54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЪНЫХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий молибденом, никелем и азо-< том; и может быть использовано при изготовлении инструментов, деталей машин, приборов и механизмов, работающих в агрессивных средах.

Цель изобретения — повышение корроэионной стойкости и износостойкости иэделий.

Состав для молибдено-никелирования стальных изделий, включающий порошок молибдена и окиси алюминия дополнительно содержит порошок никеля, аммоний хлористый и аммоний никель молибденовокислый при следующем соотношении компонентов, мас.Х, Порошок молибдена 35-45

Порошок никеля 20-25

„„SU„„ l 521791 А 1

2 изделий молибденом, никелем и азотом, и может быть использовано при изготовлении инструментов, детапей машин, приборов и механизмов, работающих в агрессивных средах. Цель изобретения — повышение коррозионнОЙ стОЙкОсти и изнОсОстоЙкОсти из делий. Осуществляют одновременно совместное диффузионное насыщение стальных изделий молибденом, никелем и азотом в составе, содержащем, мас.Е: порошок мол.-:бдена 35-45; порошок никеля 20-25; аммоний хлористый 3-5; аммоний никель-молибденоВокислый 10-15; Окись алюминия Остальное. 2 табл.

Хлористый аммоний 3-5

Аммоний никельмолибденовокислый 10-15

Окись алюминия Остальное

Температура процесса насыщения составляет 1100-1150 С, а продолжительность выдержки 2 — 12 ч.

В результате обработки изделий в таком составе в диффузионном слое образуются легированные азотом коррозионностойкие и износостойкие фазы MoNi и MoNi4. Твердость слоя составляет 14000-15000 MIIa.

Назначение вводимых компонентов следующее.

Порошок молибдена и порошок никеля вводят с целью получения атомарных молибдена и никеля, котбрые диффундируют в поверхностные слои изделий в процессе обработки.

Лмманий хлористый является яктиватарам, Амманий никель малибденавакислый

Вводят с целью получения aToMapHQI О азота, который, диффундируя в поверхностный слой, образует сложные нитриды, имеющие высокую твердость.

Кроме тога, азот способствует образо". ванию фаэ МоЛл и МОЛЛ,1.

При р Я зла> ен11и Ямма ния 11ик Ельмалибденавакислага абразу10тся также Ятамар1&1е никель и мОлибДен, кОтОрые диффундируют В поверхностные слои иэделий, тем самым интенсифицируется процесс диффузионного насыщения „

Окись алюминия Вводят B са став целью предотвращения спекяняя частиц состава и их приваривания к изделиям. 20

Процесс малибденаникелиравания осуществляют следу10цим образом.

Изделия,, предназначенные для химико-термической обработки, абезжиривают В горячем 80-90 С/5Х-нам растворе щелочном и сушат при 100150 С, Остывшие иэделия укладывают в контейнеры с плявкими затворами, паслайна пересыпают нясььщяющей смесью,,:-ягружя10т в электрс:::е1ь, Нагревают да 1100-1150 С и Выдержива10т при этаи -:.емпературе ?--12 ч„

Вместе с иэделиями малчбденан11ке-Л HP О В Я НИ 10 ПОД B i 12 Г Я!0 Т O а Р G Э I:;Û z И "-: Г а тавленнь!е иэ тОЙ же марки стали, па которым апред:;-:лт0т тал111ину диффуэианнага : ая,,ега твердость. иэнасастайкаст B I=1-.-1азианну10 стайкость

После окан нянин малибденаникелиравания контейнеры Выгружают иэ печи Охлаждя10т дО кОмнятна11 темперя туры и ряэгерметиэируют, П р н м с р 1, Образцы „изготовленные из стали мар1а1 Ст,3 подвергали малибденаникелирав Янию В составах мяссанае працентнас содержание которых представлепс в табл,1. Температура процесса састявляля, 1>0 С, 50 а продолжительность выдержки - 4 ч, После обработки образцы подвергали испытаниям на износ ня машине трения марки И1", определяли толщину диффузионного слав,, ега твердость

К вЂ” 55 и карразионную стайкасть,. .Oppo эяанну10 стойкость определяли В 50ХНоМ Водном растворе яэатнон кислаты.

Результаты испытания представлены в табл.1.

Каррозионная стойкость образцов после обработки в предлагаемом составе в 3,4-3,7 раза, а износостойкость в 2,5-3,3 раза вышее, чем коррозианная стойкость и износостойкость образцов после обработки в известном составе.

Оптимальным является состав для молибдеионикелирования, содержащий компоненты в заявленных пределах.

При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений карроэионная стойкость. и износостойкость образцов увеличиваются незначи- . тельно па сравнению с изделиями, обработанными в известном составе, а при содержании активных компонентов более верхних. предельных значений каррозионная стойкость и износостой кость образцов не увеличиваются по сравнению с образцами, обработанны.Ми в оптимальном составе, П р H м е р 2, Образцы, изготовленные иэ сталей марок 08 кп, 20, 40Х„ 45 и 45Л, подвергали молибдено-. никелираванию в известном составе (н„б, табл.1) и B предлагаемом состаВе (п.2, табл.1), описанным выше способом. Температура процесса составляля 1100 С, а продолжительность

Выдержки — б ч. После обработки образцы подвергали испытаниям на износ, определяли толщину диффузионного слоя и его твердость, определяли карразионную стойкость;

Результаты испытания представлены в табл.2, Формула изобретения

Состав .для комплексного насыщения стальных изделий Включяющий по рашок молибдена и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и износостойкости, он дополнительно содержит порошок никеля, хлористый аммоний, молибденовокислый аммоний никель при следующем соотношении компонентов, мас,Ж:

Порошок молибдена 35-45

Порошок никеля 20-25

Хларистый аммоний 3-5

Никель молибденовокислый аммоний 10-15

Окись алюминия Остальное — 1521791

Износ!

1 г/см ч

СкоОпыт рость коррозии, мм/го,ц

94

13200 1,5

0,33

13800 1,3

0,29

0,25

14000 1,2

14000 1,2

0,25

0,83

08 кп

40Х

45Л

08 кп

40Х

45Л

Известный!

0,80

0,75

0,70

0,63

0,65

0,20

0,19

0,17

0,14

О 15

64

92 87

14650

4,5

4,6

4,8

5,0

5,2

1,3

1,4

1,6

1,8

I 9

2

4

6

8

10

« ll»!!

1! ! °

11

Э

Состав смеси, мас.7

Порошок молибдена 30

Порошок никеля )8

Аммоний хлористый 2

Аммоний никельмолибденовокислый, 8

Окись алюминия 42

Порошок молибдена 35

Порошок никеля 20

Аммоний хлористый 3

Аммоний никельмолибденовокислый 10

Окись алюминия 32

Порошок молибдена 40

Порошок никеля, 23

Аммоний хлористый 4

Аммоний никельмолибденовокислый 12

Окись алюминия 2!

Порошок молибдена 45

Порошок никеля 25

Аммоний хлористый 5

Аммоний никельмолибденовокислый 15

Окись алюминия 10

Порошок молибдена 47

Порошок никеля 27

Аммоний хлористый 6

Аммоний никельмолибденовокислый

Окись алюминия

Порошок молибдена 70

Окись алюминия 30

Предлагаемый

Таблица1

Толщина Твердость слоя, мкм слоя, ИПа

6400 3,2 0,74

Известный состав

68 2800 4,4