Состав для силицирования стальных изделий
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицирования в порошковых средах, и может быть использовано в химической промышленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологической оснастки. Цель - повышение коррозионной стойкости изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя. Состав содержит 62-64 мас.% двуокиси кремния, 10-20 мас.% оксида меди, 10-20 мас.% алюминия и 6-8 мас.% хлористого аммония. Состав позволяет получать покрытие, коррозионная стойкость которого на порядок выше сравнительно с покрытиями, полученными из известного состава. Толщина покрытий увеличивается в 3 раза. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР!
j{21) 4315760/31-02 (22) 12.10.87 (46) 30.04.90. Бюл. ¹ }6 (71) Восточно-Сибирский технологический институт
{72) Н.В.Корнопольцев, Ю.А.1Пинкевич и И.Ф.Рындин (53) 621 785-51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 759619, кл. С 23 С 10/46, онублик.
30.08.80. (54) СОСТАВ ДЛЯ СИЛИЦИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процес!
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицирования в порошковых средах, и мо-, жет быть использовано в химической промышленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологи" ческой оснастки.
Цель изобретения — повышение корроэионной стойкости стальных изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя
Состав для силицирования стальных изделий включает двуокись кремния, оксид меди, алюминий и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, Ж:
Двуокись меди 62-64
Оксид меди 10-20
Алюминий 10-20
Хлористый аммоний 6-8
„.,SU 1560619 А 1 сам силицирования в порошковых средах, и может быть использовано в химической промьппленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологической оснастки. Цель — повышение коррозионной стойкости иэделий эа счет увеличения толщины диффузионного слоя. Состав содержит 62-64 мас.7 двуокиси кремния, 10-20 мас.Х оксида меди, 10-20 мас. Ж алюминия и 6-8 масЛ хлористого аммония. Состав позволяет получать покрытие, коррозионная стойкость которого на порядок выше сравнительно с покрытиям т, полученны ми иэ известного состава. Толщина покрытий увеличивается в 3 раза.
2 табл.
Двуокись кремния (ГОСТ 22551-77), полученная, например, из кварцевых песчанников (с содержанием SiOg более 997) Черемшанского месторождения
Бурятской АССР позволяет уменьшить пористость диффузионного слоя и тем, самым повысить коррозионную стойкость.
Главная особенность кварцевых пес— чаников Черемшанского месторождения— из чистота, выдержанный, почти постоянный химический состав: высокое (более 99X) содержание двуокиси кремния при низком содержании вредных примесей.
Оксид меди (ГОСТ 16539-79), введенный в состав для силицирования, служит катализатором реакции восстановления, что ведет к более полному восстановлению кремния, обеспечивая при этом увеличение скорости диффузии
1560619 и увеличение толщины диффузионного. слоя, Алюминий IIA-4 (ГОСТ 6058-73) восстановитель; хлористый аммоний (ГОСТ 3473/72) — активатор процесса силициров ания.
Для выбора оптимального количества порошка оксида меди, двуокиси кремния; алюминия и хлористого аммония быпи приготовлены составы смесей (см, табл. 1).
Перед насьпцением проводят восстановление смеси, Процесс силицирования проводят при 950 С в течение 4 ч деталей из стали 10 и 45.
Данные по влиянию количества порошка оксида меди, кварцевого песка, алюминия, хлористого аммония на толщину, износо- и коррозионную стойкость приведены в табл. 1.
Как видно из табл. 1 с увеличением содержания двуокиси кремния бо- лее 64 мас.X толщина диффузионного слоя увеличивается до 480 мкм, коррозионные свойства понюкаются,.
С уменьшением содержания двуокиси кремния до 60 мас.X значительно умеиьыается толщина слоя и коррозион-: ная стойкость.
С уменьшением содержания оксида меди до 5 мас.X понижается толщина диффузионного слоя и коррозионная стойкость, а с уменьшением содержания алюминия до 5 мас.Ж толщина слон воз- растает, а корроэионная стойкость понижается.
С увеличением содержания .оксида меди выше 20 мас.Ж коррозионная „0 стойкость силицидных покрытий понижается, так как происходит частичное меднение образцов. Увеличение в смеси алюминия свьппе 237. ведет к резкому понижению толщины диффузионного слоя„
Таким образом, составы 2-4 с толщиной диффузионного слоя 2 10-350 мкм имеют наилу ппие показатели по коррозионной стойкости с минимальной поте-«1 рей веса для стали 10 2,4 10
299 ° 10 г/мм и для стали 45 - 3,4 10-6 l 10 г/мм
-4 2
Склицирование иэделий осуществляют следующим образом, Производят предварительно восста-:
55 . новление порошковой смеси в контейнере при 950 С. Затем контейнер охлаждается, смесь высыпается из контейнера, просеивается, добавляется хлористый аммоний. Смесь смешивается в конусном смесителе в течение 15-20 мин, Изделия очищают от ржавчины и грязи, обеэжиривают и упаковывают в контейнер в следующем порядке. На дно тигля помещают слой насьпцающей смеси толщиной 20-30 мм. Затем укладывают слой деталей так, чтобы расстояние дь стенок контейнера и между деталями было не менее 15-20 мм. Детали засыпают, слегка уплотняя силицирукщим составом. Расстояние между слоями деталей должно быть не менее
Э
30 мм. Верхний слой засыпают толщиной 20-30 мм над деталями. Для предотвращения деталей от окисления используют плавкий sатвор, Тигли помео щают в печь, нагретую до 950 С и выдерживают 3-6 ч, после чего тигли охлаждают на воздухе.
II p и м е р 1. Проводят снлицирование образцов из стали 10 и 45 из смеси следующего состава, мас.7:
Оксид меди 20
Алюминий 20
Двуокись кремния 62
Хлористый аммоний 8
Температура силицирования 950 С, время 4 ч.
Корроэионные испытания проводят в среде 10Х-ной Н 80 в термостате
С2КИЛ 19/25-И1 при 70 С, Скорость коррозии определяют по потере веса.
Взвешивание проводят на весах с точностью до 0,001 r. Толщину диффузионного слоя определяют на металлографическом микроскопе Ии1 -8, П р и и е р 2. Силицирование образцов проводят аналогично примеру
Состав,для силицирования имеет следующее содержание компонентов, мас. Ж:
Оксид меди 25
Порошок алюминия 15
Хлористьй аммоний 7
Двуокись кремния 63
Пример 3. Силицирование проводят аналогично примеру 1, Состав для силицирования имеет следующее содержание компонентов, мас.X:
Оксид меди 20
Порошок алюминия 10
Хлористый аммоний 6
Двуокись кремния 64
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Как видно иэ табл. 2, покрытия, полученные иэ предлагаемого состава, обладают коррозионной стойкостью, на
15606
Формула изобретения
Состав для силицирования стальных изделий, содержащий двуокись кремйия, хлористый аммоний и оксид металла, отличающийся тем, что, Таблица
Содержание, мас.X
Толщина диффузионного
Опыт
Оксид Алю- Хлорис- Дв меди миний тый ам- оки моний кр слоя, мкм
Предлагаемый
25 10
20 8
15 . 7
10 6
5 . 4
13, 7- 10
6,1 10
5,0- 10
3,4.10
4,8 10
480
62
63
64
5
l5
1
3
Известный состав
6 Оксид железа
5-10
-3
5-10 60-90 1,6 10
l2O
Таблица 2
Состав сили, цирукщей смеси олщина диффузионого слоя, мкм оррозионная стойость sa 24 ч
/мм, в 10Х-ной
И ЯО4
Ст 45 т 10
Ст 10 Ст 45
Предлагаемый по.примеру 1 210
2 320
3 350
Известный 120
6,1 10
5 10
4.10- 4
2,9 10
2,8 1О
2,4 ° 10
1,6 ° 10
320
Составитель Н.Сункина
Редактор Т,Лазоренко Техред М.Дидык Корректор М.Пожо
Заказ 955
Тираж 809
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 101 порядок превышающую коррозионную стойкость покрытий, полученных из известного состава. Толщина покрытия увеличивается в 3 раза.
19 6 с целью повышения коррозионной стойкости изделий за счет увеличения тю1щины диффузионного слоя, он дополнительно содержит алюминий, а в качестве оксида металла — оксид меди прн следующем соотношении компонентов, мас.7:
Двуокись кремния 62-64
Оксид меди 10-20
Алюминий 10-20 ллористый аммоний 6-8 состав
4,0 10
2,9.10
2,8 -10 4
2,4.10 4
3,8.10 .