Состав для карбохромирования стальных деталей

 

Изобретение относится к области металлургии, может быть использовано в различных областях машиностроения для обработки быстроизнашивающихся деталей - гидронасосов и т.п. Цель изобретения - повышение износостойкости, коррозионной и кавитационной стойкости обрабатываемых деталей. Состав включает хром, хлористый аммоний, углеродсодержащее вещество, дифенил и инертный наполнитель при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: хром 40-70, дефенил 0,5-2,5, хлористый аммоний 0,2-5,0, инертный наполнитель - остальное. В качестве инертного наполнителя состав содержит окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 1 А1 (Я)5 С 23 С 12/02

1, /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СН

СН С (I

СН CH,/

СН сн

С СН

I 1

CH Сн

СН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3829229/22-02 (22) !8.12.84 (46) 23.04.90. Бюл. У 15 (71) Научно-исследовательский институт технологии автомобильной промышленности и Свесский насосный завод (72) И.И.Юрков, Г.А.Мельничук, Н,В.Степанова, В.И.Ющенко, В Л.Деркач, И.И.Левченко и В.М.Еременко (53) 621.785.51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство ЧССР

Р 149338, кл. 48 В 11/04, 1972. .Авторское свидетельство СССР

У 956615, кл. С 23 С 9/02, 1982. (54)(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ КАРБОХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий ,хром, хлористый аммоний, углеродсодерИзобретение относится к области металлургии, а именно к химико-терми". ческой обработке металлов и сплавов, в частности к составам для комплексного термодиффузионного насыщения поверхности стальных деталей углеродом и хромом, и может быть использовано в различных областях машиностроения для обработки быстроизнашивающихся деталей — гидронасосов и т.п.

Цель изобретения — повышение износостойкости, коррозионной и кавитационной стойкости обрабатываемых деталей.

Состав включает хром, хлористый аммоний, углеродсодержащее вещество, дифе ил и инертный наполнитель при следующем соотношении ингредиентов, мас, 7:

2 жащее вещество и инертный наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, коррозионной и кавитационной стойкости обрабатываемых деталей, в качестве углеродсодержащего вещества он содержит дифенил при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:

Хром 40-70

Дифенил 0,5-2,5

Хлористый нммоний 0,2-5,0

Инертный наполнитель Остальное

2. Состав по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве инертного наполнителя он содержит окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок.

Хром 40-70

Дифенил 0 5-2,5

Хлористый аммоний 0,2-5,0

Инертный наполнитель Остальное

В качестве инертного наполнителя состав содержит окись алюминия, или окись магния, или кварцевый песок.

Дифенил, относящийся к ароматическим углеводородам, имеет химическуюформулу С,, Н,0 и структурную формулу

1559001

Состав для карбохромирования гото- . вят следующим oGpазом.

Все ингредиенты, взятые в виде порошков, тп1ательно перемешивают. 3атем в течение 4.ч просушивают при

140 С, после чего подготовленные конкретные составы используют для химико-термической обработки.

Конкретные смеси предлагаемого со-. става, а также известный состав при-. ведены в табл.1, Пример. Процесс химико-термической обработки с использованием f5 указанных в табл.1 конкретных составов осуществляют следующим образом.

Для проведения процесса используют цилиндрические образцы из сталей

6Х4М2ФС и У8 высотой 5 мм и диамет- 20 ром 15 мм. Для осуществления процес": са химико-термической обработки при-. меняют контейнеры из нержавеющей стали Х2ЗН18 с герметизирующим плавким затвором. В качестве плавкого затвора 25 используют натриевосиликатную глыбу, которая плавится при 750-800 С. В контейнер укладывают образцы и засыпают насыщающеи смесью. Затем устанавливают прокладку из нержавеющей стали 12Х18Н9Т, засыпают прокаленный при 1200 С кварцевый песок. Все зто накрывают натриевосиликатной глыбой, измельченной в шаровой мельнице до порошкообразного состояния. Контейнер 3с,обрабатываемыми образцами при комнатной температуре помещают в злектропечь сопротивления и нагревают до

1080 С, выдерживают в течение 8 ч, затем контейнер извлекают из печи и охлаждают на воздухе.

Результаты испытаний образ:ic в, >б работанных в предлагаемом составе, представлены в табл. 2.

4,Указанные границы содержания опр-деляются обраэованпем беспористого карбидного слоя, обладающего достаточно Высокими физико-химическими и физи-,., 50 ко-механическими свойствами, Использование хрома в количестве менее его нижней границы приводит к уменьшению толщины карбидного слоя, а более верхнего предела ведет к по55 вышению,склонности смеси к спеканию, что ухудшает ее технологичность и понижаег чистоту поверхности обрабатываемых изделий.

Содержание хлористого аммония в предлагаемом составе (0,2-5 ) определяется исходя иэ образования требуе" мого количества хлоридов хрома, необходимых для осуществления продесса при диффузионном карбохромировании.

Уменьшение содержания хлористого аммония ниже предлагаемого приводит к упменьшению толщины диффузионного слоя.

Увеличение содержания хлористого аммония приводит к значительному ухудшению чистоты поверхности и повышению хрупкости.

Увеличение содержания инертного наполнителя (окись алюминия, окись магния, кварцевый песок) до 69,3% снижает спекаемость смеси, тем самым повышая ее технологичность.

Количество дифенила, .вводимого в состав в предлагаемом соотношении, обеспечивает образование карбидного слоя типа (Fe; Сг) С,„ с микротвердастью 24-27 ГПА, Понижение содержания дифенила ведет к ухудшению износостойкости покрытия. Введение в предлагаемый состав дифенила вьппе предлагаемо" го приводит к повьппению микротвердости до 31 ILIA что влечет за -обой поиышенпую хрупкость карбохромированного слоя, а зто отрицательно сказывается на физико-химических и фиэикомеханических свойствах. При введении дифенила a предлагаемом количестве в результате нагрева смеси идет образование метана (СН )„,водорода (Н ) и углекислого газа (СО ) вследствие взаимодействия кислорода, содержащегося в контейнере, с продуктами разложения дифенила.

В результате постепенного разложения дифенила при нагреве образуется большое количество углеродсодержащих газообразных соединений (СН, СО ).

Повышенная их концентрация в объеме контейнера ведет к ускорению .процес-. са карбидообразования, т.е. взаимодействия углерода„содержащегося в газовой атмосфере, с хромом, осаждаемым на стальной поверхности изделия.

При обработке предлагаемым составом концентрация углеродсодержащих газон достаточна для образования кар" бидного слоя„ .обладающего высокими физико-химическими свойствами. Практи" чески обезуглероживание подслойной зоны не имеет места, вследствие чего последующая закалка (860-900 С в воде) обеспечивает нод карбидным слоем

9001 6 лониях трения скольжения повышается н 1,25-1,6 раза. Коррозионная стойкость увеличивается в 1,3 — 1,5 раза, а канитационная стойкость н 1,4 -

1,6 раза. Полученный диффузионный карбохромированный слой практически не имеет пор, а шерохонатость поверх.ности соответствует 8а-86 классу.

155 наличие твердой и прочной основы, позволяющей зксплуатировать изделия при повышенных нагрузках и в условиях кавитационного износа.

Химико-термическая обработка в предлагаемом составе приводит к образованию карбидных слоев толщиной 2224 мкм. Микротвердость слоя составляет 24-27 ГПА. Износостойкость в ус!

Таолица оствв иасъиав- нерка кщаи орели ctamt

Состав, кас.X

Боилка" сккй квроириевтор

Дифе иил Хвори етый ачнокиа

Хроисодеркакаа икертквв Поаввкв

: Осталъкое

Оствлъкае

0,5

3,0!

: ИвеестиаФ

6Х4й2ФС 60

Прелиагааъай 6Х4П2ФС 65 (ВмкойязВФЙ 9а граииам) l 10

О,40

Оставим

Осталъкае

Оствлъкое

ОСтапъкое

0,50 1,5

t,5 3,0

Преклагвиай, 624Н2ЕС 50

То ке . 55

Л4 65

То ке

0,2

2,5

Преклвгаеай 55 (эъссояажяй ва гравице) З,О 0,5 Осгалъиое

УЭ 40

6Х4П2ФС 60

1,5

lTyttattat aatattt

0,5

То ке

Остельиое

2,0

2,0

55 Остелъиов

5 н (() о

5,0.6Х4И2ФС 70

2,0

1,0

Остасьисе »

Таблица 2

Класс шероховатости

Износ, кг/м

Коррози- КавитаТолщина Микротвердость Н„)0, .мкм ГПа

Индекс ср еды цио иная стойкость, мг/см онная стой% кость

tt \!

Испытания коррозионной стойкости проводили, в царской водке в течение 3 ч.

Составитель Л.Бурлинова

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакона

Редактор Е,Папп

Заказ 821 Тираж 805 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул . Гагарина, 1О1

2

4

6

7 /

9

16,6

22,0

22,8

23,0

21,3, 16,0

22,0

24,0

23,5

22,5

21,61

23,81

26,32 . 26,93

27,68

31,06

25,61

26,03

25,61

27,05

7а

86

8в

8а

86

7а

8а

86

8а

Яа

0,0073 195

0,0056 130

0,0051 141

0,0048 146

0 0045 134 .0,0084 198

0)0046 148

0,0051 150

0 0054 132

0,0052 140

1,99

1,50

1,32

1,28

l,47

2,52

1,46

1,55

1,30

1,48