Способ получения стальных отливок

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для получения хромированных стальных отливок. Цель изобретения - увеличение износостойкости стальных отливок за счет увеличения глубины хромированного слоя, уменьшение продолжительности и упрощение способа. Способ включает нанесение пасты толщиной 5-7 мм на литейную форму и диффузионное хромирование стальных отливок во время вакуумно-пленочной формовки в процессе кристаллизации и охлаждения. Паста содержит 40-70 мас.% хромонасыщающей смеси (порошок хрома и хлористый аммоний в соотношении 10-1) и 30-60 мас.% оксида алюминия, а в качестве связующего - раствор клея БФ-2 (90%) в ацетоне (10%). Связующее вводится сверх 100% до пастообразного состояния. В результате использования способа износостойкость стальных отливок возрастает в 1,5-1,8 раза при увеличении толщины слоя @ в 7 раз. При этом продолжительность процесса насыщения сокращается с 8 до 25 мин, что упрощает процесс хромирования.1 з.п.ф-лы, 3 табл.

COOS СОНЕТСНИХ

1%СПУБЛИК (51)5 С 23 С 10/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4318790/31-02 (22) 20. 10. 87 (46) 23.12.90. Бюл. В 47 (71) Кутаисскии комплексный научный центр Института металлургии им. 50-летия СССР и Кутаисский политехнический институт им. Н.И. Мусхелишв или (72) Ф.Н. Тавадзе, Б.А. Лосаберидзе, У,С. Микадзе, ТЛ. Сахелашвили, Д.Д. Чипашвили, Т.И. Кучава и T.Ã. Цакадзе (53) 621.793.669.586.5(088.8) (56) Попилов Л.Я. Способ хромирования стальных иэделий в пастах, Сове ты заводскому технологу. Л,, 1975, . 264 с. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть иСпользовано для получения хромированных стальных отливок. Цель изобретения - увеличеИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термическои обработке, и может быть использовано для диффузионного хромирования стальных отливок °

Цель изобретения - увеличение иэносостоикости стальных отливок за счет увеличения глубины хромированного слоя, уменьшение продолжительности и упрощение Способа.

Способ включает нанесение пасты толщиной 5-7 мм для хромирования иа

„,SU„„" 1615228" А1

2 ние износосч эйкости стальных отливок

sa счет увеличения глубины хромированного слоя, уменьшение продолжительности и упрощение способа, Способ включает нанесение пасты толщиной

5-7 мм ча литейную форму и диффузионное хромирование стальных отливок во время вакуумно-пленочной формовки в процессе кристаллизации и охлаждения.

Паста содержит 40-70 мас.X хромонасыщающей смеси (порошок хрома и хлорис тый аммоний s соотношении 10:1) и

30-60 мас.% оксида алюминия, а в качестве связующего — раствор клея БФ-2 (90X) в ацетоне (10X), Связующее вводится сверх 100% до пастообраэного а состояния„В результате использования способа и-:насостойкость стальных отливок возрастает в 1,5-.1,8 раза при увеличении толщины слоя в 7 раэ, С

11ри этом продолжительность процесса насыщенпя сокращается < 8 ч до 25 мин, 2 что упрощает процесс хромирования.

1 з.п. ф-лы, 3 табл.

laeak литейную форму и диффузионное хромиронание стальных отливок во время вакуумно-пленочной формовки в процессе кристаллизации и охлаждения. Наста со- держит 40-70 мас.% хромонасыщающей смеси (порошок хрома и хлорнстый аммоний в соотношении 10:1), 30-60 мас,X оксида алюминия, а в качестве связую- Ь щего — клей YA-2 (90%) в ацетоне (10%). Связующее вводится сверх 100% до пастообразного состояния, Для исследования предлагаемого способа изготавливают литейные формы

1615228 методом вакуумно-пленочной формовки.

На тыльную сторону синтетической пленки литейной формы наносят указанный .сосФав толщиной 5"7 мм, затем форму с диффузионньм активным покрытием сушат теплым воздухом (температура воздуха 70 С) в течение 10 мин.Форму подготавливают для получения литых образцов, размерами 150х110х35.

Исследуемые составы пасты.для хромирования приводятся в -табл. 1.

Изготовленные литейные формы с легирующим облицовочным слоем заливают при 500оС из стали. Продолжительность остывания от температуры заливки до температуры 900 С l2-25 мин.

При температурах заливки стали (1500 С) увеличивается количество газообразного дихлорида хрома (СгС1 ) в равновесной газовой смеси и вследствие большой скорости диффузионного перемещения атомы хрома быстро проникают на большую глубину из контактной )5 поверхности в глубину образца. После кристаллизации и охлаждения стальных отливок проводят металлографическое исследование поверхностных слоев.

Результаты замеров толщины диффузи-30 онного слоя представлены в табл. 2.

Таким образом, хромирование стальных отливок сплавов при вакуумно-пленочной формовке по сравнению с известным способом повышает толщину слоя в

3-7 раз.

Если содержание хромонасыщающей смеси ниже нижнего граничного значения (менее 40 мас.Ж); то происходит объединение (6 -твердого раствора хро.40 ма в железе, что уменьшает толщину диффузионного покрытия. Если содержание хромонасыщающей смеси выше верхнего граничного значения (более

70 мас.Ж), то толщина слоя незначи- 45 тельно увеличивается, но при этом воз- . можно образование механических пригаров. держание 0<< > + HH+ ме 50 нее 30 мас.X то процесс восстановления происходит неполностью, поскольку оксид алюминия является восстановителем хрома. С увеличением количест- . ва оксида алюминия (более 60 мас,%) толщина диффузионного покрытия снижается.

Раствор (клей ВФ-2 90Х + ацетон

10%) применяется в качестве связывающего. При увеличении в нем содержания ацетона более чем на 10 мас.X клей становится жидким, в результате происходит стекание облицовочного состава. Уменьшение количества ацетона (менее 10 мас.X) приводит к тому, что раствор становится густым и нанесение его становится сложным.

Результаты испытаний на износо стойкость представлены в табл. 3.

Износостойкость определяют на машине трения и износа 2070 СИТ-1 на образцах диск-диск при сухом трении методом взвешивания. Частота вращения вала нижнего образца при испытании.

750 мин, момент трения 20 мм, усилие на образцах 200 Н, Таким образом,, износостойкость возрастает в 1,5-1,8 раза при увеличении толщины диффузионного слоя в 7раз, При этом сокращается также продолжительность процесса .насыщения, что упрощает процесс хромирования.

Формула изобретения

Способ получения стальных отливок, включающий нанесение пасты, содержащеи порошок хрома и связующее, и диффузионное насыщение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения иэносостойкости стальных отливок sa счет увеличения глубины хромированного слоя, уменьшения продолжительности и упрощения. способа, нанесение пасты проводят толщиной

5-7 мм, а диффузионное насыщение проводят во время вакуумно-пленочной формовки в процессах кристаллизации и охлаждения в пасте, дополнительно са- держащей оксид алюминия, хлористый аммоний и порошок хрома, при соотно.шении хрома и хлористого аммония

10:1, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Порошок хрома и хлористый аммоний 40-70

Оксид алюминия 30-60

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что паста в качестве связующего содержит раствор клея

Бю-2 (90X) в ацетоне (10X) °

161 5228

Та блица

Компоненты

Содержание компонентов, мас.Х, в составе

1 ° Т

1 2

Хромо насыщающая смесь (порошок хрома+хлористый аммоний

tO:1)

Окись алюминия

Раствор (клей ЬФ-2 +

+ ацетон) 90X : -10X

Таблица 2

Состав смеси

Содержание компонентов, мас,X

Толщина слоя, мкм

Хромонасыщающая смесь Окись Раствор (клей (порошок хрома + хло- алюмн- БФ-2 + ацетон) ристый аммоний в со- ния 90Х : 10X отношении 10: 1) Предлагаемый

Сверх 100Х до пастообразного состояния (хромирование в контейнерах при 1100 С, 8 ч) 40

Таблица 3

Износостойкость (потеря массы, г, при обороте вала) Глубина слоя, мкм

Толщина слоя пасты, мм

Состав

1о 1о4 зо,1о4 50 1о4

Известный

Предлагаемый

О, 0620 О, 4434 1, 0238

О, 0715 . О, 5810 1, 2350

150 - 0 0580 0,3230 1,0120

309 0,0520 0,2180 0,9050

300 0,0475 0,2100 0,9015

Пред.лагаемый

2

4

6

Известный

50 70 60

SO 30 40

Сверх 100Х до пастообразного состояния

SO

280.1615228

Продолжение табл.З юаВЮФВю МВ ° остойкост (аотера масси, Г Т

Состав .тель Н. Сункина

Техред М,Дидык Корректор Т. Малец

Редактор Н. Гунько

Закаэ 3964 Тираж 8!8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент". r.Óærород, ул. Гагарина, 101

5

1

5

7.

3

7

3

7

1 .3

f50

25.

300

О, 0690

0,0500

0,4600

0,0450

0,0675

О, 0475

О, 0290

О, 0280, О, 0650

О, 0490

0,0300

0,0300

0,0750

0i0700

0,0680

0,0680

0,0630

0,0400

0,0250

0,0250

0,5670

0,3010

0,1800

О, 1800

0,5350

0,1800

О, 1000

О, 1000

0,5460

0,1890

0,1310

О, 1300

0,6850

0,5400

0,4860

0,4800

0,5300

О, 1780

0,0900

0,0900

1, 2280

0,9160

0,8140

0,8130

1,2260

0,8800

0,7080

0,7080

1,2330

0,8950

0,7580

0,7580

1, 2460

1,1750

1 10860

1,0860

1,2200

0,8750

Oь6890

0,6890