Состав для титанохромирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий титаном и хромом, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенной температуре. Цель изобретения - увеличение насыщающей способности изделий, жаростойкости и износостойкости изделий. Это достигается тем, что состав для титанохромирования стальных изделий, содержащий порошок титана, хромсодержащее вещество, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит алюминий и никель гексамминохлорид, в качестве хромосодержащего вещества содержит порошок хрома, а в качестве активатора - хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок титана 10-15, порошок хрома 30-35, алюминий 8-12, никель гексамминохлорид 10-15, алюминий 8-12, хлористый аммоний 3-5, окись алюминия остальное. После обработки изделий в указанном составе, например образцов из стали марки 312, насыщающая способность состава выше в 1,3-1,5 раза, а жаростойкость и износостойкость изделий выше соответственно в 2,6-3,9 и 2,1-2,6 раза по сравнению с этими же свойствами после обработки изделий в известном составе. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 С 23 С 10/52

В;ЕСONHM йдтЕ 11Т61. (ХмЕв

Е".Бi :Q. .;?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Оч ,ЬР

l0-15

3-5

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4392548/23-02 (22) 26.01.88 (46) 30.11,89, Бюл, У 44 (72) В.Г. Артемчук (53) 621,785.51,06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1014984, кл. С 23 С 9/04, 1983. (54) СОСТАВ ДЛЯ ТИТАНОХРОМИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насьпцения стальных изделий титаном и хромом, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенной температуре. Цель изобретения — увеличение насьпцающей способности изделий, жаростойкости и износостойкости изделий, Это достигается тем, что состав

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насьпцения стальных изделий титаном и хромом, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий, работающих в окислительных средах при повышенной температуре, Цель изобретения — увеличение насьпцающей способности состава, повышение иэносостойкости и жаростойкости обработанных изделий.

2 для титанохромирования стальных иэделий, содержащий порошок титана, хромсодержащее вещество, активатор и окись алюминия, дополнительно содержит алюминий и никель гексамминохлорид, в качестве хромсодержащего вещества содержит порошок хрома, а в качестве активатора — хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.X порошок титана 10-15, порошок хрома 30-35, алюминий 8-12, никель гексамминохлорид 10-15, алюминий 812, хлористый аммоний 3-5, окись алюминия остальное. После обработки иэделий в указанном составе, например образцов из стали марки 312, насыщающая способность состава вьппе в 1,31,5 раза,а жаростойкость и износостойкость изделий выше соответственно в

2,6-3,9 и 2,1-2,6 раза по сравнению с этими же свойствами после обработки изделий в известном составе. 3 табл.

Состав для титанохромирования стальных изделий содержит порошок титана, окись алюминия, алюминий, никель гексамминохлорид, порошок хрома, хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.й:

Порошок титана 10-15

Порошок хрома 30-35

Алюминий 8-1 2

Никель гексамминохлорид

Хлористый аммоний

Окись алюминия

1525233

1! ропе сс ттттантзхрол111ровттния осущео

c t tJJ >t i I l1p1t 900-1100 С в течение 2- .

12 ч. В результате обработки на поверхности изделий образуется легиро5 вап111. 1 1 азотом диффузиогптый слой, состоя1ций из соединений титана, хрома, алюмтп1пя и никеля, имеющий высокую жаростойкость и износостойкость.

Порошки титана, хрома и алюминий вводят в состав с целью получения атомарных титана, хрома и алюминия, ко t up!;tc дттффундируют в поверхност11ые cJtott ttçäåJiité.

IIpit р тз:10жении никеля гексамминоxJ10pttJia (Ni (NII ) < 1С1 образуются атомарный азот и никель, которые также д111х, >ун,t!py:от в I.oâåðõíoñòíûå слои иэдсзп111. Кроме того, образуется хлор, котор1з1": у таствует в массопереносе ти- 20 тана, хрома и алюминия, и тем самым ускоряется процесс насыщения изделий диффупдпрующпми элементами, Хлорттстт,111 аммоний ятзляется активатоРОм ) tl ol ItcI) dJItt tttttttit lзтзОДЯТ с 25

ЦЕЛЬЮ ПРт ДотВРаЩЕНП11 СПЕК З11ИЯ ЧаетИЦ состава и 11х прттвариватптя к поверхпо с т и ттзд елий .

Процесс титанохромировалия осущесттзляют следующим образом. 30

Изделия, предназначенные для химико-термической обработт;и, обезжиривают и . вчем (80-90 ) 5/.-110ll и;ело titot t I;; творе и сутпат lip!! 100о

15тз ) .,,"л;. -.!J)t-. изделия укладывают и

KOIt1 !tlt p:.1 с i .JJI1вк1!лп1 Зо1тиозэами По с J1ot1110 Opec! i! l:.!о Г и "c ь10 уклза11110г0 выше состава) зат ружают v электропечь, нагревают до 900-1100 С и тзьдержттвают прп этои sot.пературе i-12 ч. Блтесте с

") 0 изделпямтт химико-термический обработке 110дверга)от образцы, изготовлетгпые из той;;,е c òà:òt!, что и паде.111111, Ilo которым опредезтяют толщину дттффузпонного сëott lt егn стзойства, Пример 1, Образць, изготовленные пэ стали марки Э1?, подвергают тнтаиоХРОМИРОтЗа ПЮ В СОСтаваХ, ПРЕДставлешппх в га бл а 1 . Температура процесса 1100 С, продолжительность вы50 держки 4 ч. После обработки образцы тттздверга1от испытаниям на износ на машине тренин марки МИ, определяют толщину ltt(ttf!y ttc Itttoro слоя, его твердость и испытыва1от на жаростойкость при 700 С в течение 100 ч ° Жаростой0 55 кость оценивают по принесу образцов, Полученные результаты представлены в габл. 2, Как видно иэ табл. 2, насыщающая способность предлагаемого состава в

1,30-1,50 раэ выше, чем известного.

Жаростойкость и износостойкость образцов, обработанных в предлагаемом составе, соответственно в 2,6-3,9 и

2,1-2,6 раза выше, чем эти же свойства образцов, обработанных в известном составе.

Оптимальным является состав для титанохромирования, содержащий компоненты в заявленных пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений насьпцающая способность состава, жаростойкость и износостойкость образцов увеличиваются незначительно по сравнению с этими же свойствами образцов, обработанных в известном составе. А при содержании активных компонентов более верхних предельных значений насьпцающая способность состава, жаростойкость и износостойкость образцов не увеличиваются по сравнешпо с образцами, обработанными в оптимальзтом составе и при этом происходит спекание частиц состава и их приваривание к поверхности.

Пример 2. Образцы, изготовленные из сталей марок Ст. 3, 20Л)

45, 65Г) УIО, подвергают титанохролзировани1о в известном составе (табл,1) и в предлагаемом составе (пример. 2; табл,1), Температура процесса 90(з С, а продолжительность выдержки 4 ч. После

I обработки образцы подвергают испытаниям на износ, определяют толщину диффузионного слоя, его свойства и испытывают на жаростойкость описанным вьпне способом.

Результаты испытания представлены в табл, 3

Как видно из табл. 3, предлагаемый состав дпя титанохромирования является высокоэффективным составом увеличе«tttt! жаростойкости и износостойкости изделий, имеющий высокую насьпцающуто способность.

Ф о р м у л а и э о.б р е т е н и я

Состав для титанохромирования стальных изделий, содержащий порошок титана, хромсодержащее вещество, активатор и окись алюминия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения насьпцающей способности состава, повышения иэносостойкости

10-15

30-35

8-12

Порошок титана

Порошок хрома

Алюминий

Никель гексаьачино10-15

3-5

Остальное хлорид

Хлористый аммоний

Окись алюминия лица !

Та 6 в смеси, мас,Х

J) Содержание

4 5 6

Порошок титана 8

Порошок хрома 25

Алюминий 6

Никель

10 12 15 16 12

30 32 35

8 10 12

37

13 гексамминохлорид 8

Аммоний хлорис тый 2

Окись алюминия 51

Окись

10 !2 15 16

3 4 5

37 30 18 32 32

2 хрома

Криолит

Парафин

Ф

Известная

Т а б л и ц а 2

Износ, г/см . ч

Толщина Тверслоя дость мкм слоя, MIIa

Смесь ривес, г/м

3 4

1 8

8

5!

2 10 148 11350 1,32

37

3 12 165 11400 1,04

32

12

30

I 20 7100 2, 78 2, 64

1,34

1,!5

5 1525233 и жаростойкости обработанных иэделий, он дополнительно содержит алюминий и никель гексамминохлорид, в качестве хромсодержащего вещества — порошок

5 хрома, в качестве активатора — аммоний хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.X:

1525233 8 — Продолхеиие табл. 2

1 ъ з 5

176 11600 0,96 1, IO

176 11600 О, 96

l lO

116 6500 342 282

Таблица 3

Привес Износ г/м r/см . ч

1 я

Твердость слоя, МПа

Сталь Толщина слоя, мкм

Известная смесь

Ст.3 86 6500 3,62

20Л 82 6550 3, 71

45 70 6700 3,80

65Г 65 6850 3, 86

Yl0 52 6900 3,95

Предлагаемая смесь

Ст,3 114 11350 1,39

20Л 106 11400 1, 32

45 92 11500 1, 46

65Г 85 11550 1,49

У10 68 11600 1,52

2,80

2,78

2,72

2,61

2;54

1,33

1,32

l 29

l,24

1,21

Редактор Л. Веселовская

Заказ 7189/21 Тирах 942 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

4 15

12

18

5 16

13

32

6 12 (из- 50 вест 4 ная) 2

Составитель Л. Бурлинова

Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар