Состав для комплексного насыщения стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий хромом, молибденом и цирконием, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и механизмов. Цель изобретения - предотвращение охрупчивания изделий и увеличение насыщающей способности состава. Состав содержит, мас.%: порошок хрома 20-30

порошок молибдена 10-20

четырехбромистый цирконий 10-20

хлористый аммоний 1-3

окись алюминия - остальное. Состав имеет насыщающую способность на 25-42% выше, чем известный состав, а диффузионный слой, образующийся на поверхности изделий, не хрупкий. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 1 "/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4657431/27-02 (22) 28.02 ° 89 (46) 30.12.90. Бюл. ¹ 48 (72) В.Г.Артемчук и В.Н.Кпюев (53) 621 . 785, 51 . 06 ()88 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 870494, кл . С 23 С 12/02, 1980. (54) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к металлургии,. в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насыщения стальных изделий хромом, молибденом и циркони-.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного насьпцения стальных .изделий хромом, молибденом и циркоt нием, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей машин, приборов и механизмов.

Цель изобретения — предотвращение охрупчивания изделий и увеличение насьпцающей способности состава.

Состав для комплексного насьпцения стальных изделий, содержащий хромсодержащее вещество, молибденсодержащее вещество, хлористый аммоний и окись алюминия, дополнительно содержит четырехбромистый цирконий, B качестве хромсодержащего вещества — порошок хрома, в качестве молибденсодержащего вещества — порошок молиб- дена при следующем соотношении компонентов,. мас.7:

ÄÄSUÄÄ 1617052 А 1

2 ем, и может быть использовано для увеличения срока службы деталей ма.-, шин, приборов и механизмов. Цель изобретения — предотвращение охрупчивания изделий и увеличение насыщающей способности состава. Состав содержит, мас.X: порошок хрома 20 - 30; порошок молибдена 10 — 20; четырехброьыстый цирконий 10 — 20; хлористый аммоний 1 — 3; окись алюминия— остальное. Состав имеет насьпцающую способность на 25 — 42K выше, чем известный состав, а диффузионный слой, образующийся на поверхности изделий, не хрупкий. 3 табл .

Порошок хрома 20 — 30

Порошок молибдена i0 " 20

Четыр ехбромистый цир-. к они." 10 — 20

Хлористый аммоний 1-3

Окись алюминия Остальное

Сведения об используемых компонентах состава приведены в табл. 1.

Хром и молибден выпускаются в виде порошков по ГОСТ и ТУ, которые указаны в таблице.

Четырехбромистый цирконий, хлористый аммоний и окись алюминия выпускаются только в виде мелкозернистых кристаллов и в таком виде используются в предлагаемом составе.

Назначение вводимых компонентов следующее.

Порошки хрома и молибдена являются поставщиками атомарного хрома и молибдена, которые диффундируют в поверхностные слои изделий.

1617052

При разложенин четырехбромистого циркония образуются атомарный цирко, ний, который, диффундируя в поверх ностный слой иэделия, предотвращает образование хрупкой Лазы, и бром, который участвует в массопереносе хрома и молибдена и тем самым увеличивает насьпцающую способность состава. Кроме того, насьпцающая способность увеличи- 10 вается за счет того,,что при разложении четырехбромистого циркония цирко ний образуется в атомарном состоянии.

Хлористый аммоний является актива-. тором, а окись алюминия вводят с целью 5 предотвращения спекания состава и его приваривания к поверхности изделий.

Процесс химико-термической обработки осуществляют следующим образом.

Изделия, предназначенные для о6ра- 20 ботки, обезжиривают в горячем (80I 90 С) 5 -ном щелочном растворе и су.-.

I шат при 100- t50 С. Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью 25 указанного выше состава, загружают в электропечь, нагревают до 1000-1100 С

0 и выдерживают при этой температуре 4—

10 ч. Репам обработки зависит от тре буемой толщины диффузионного. слоя. 30

Вместе с изделиями химико-термической ! обработке подвергают образцы изготовВ ленные из той же марки стали, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного слоя и его свойства. Эффективность предла-! гаемого состава для химико-термической обработки подтвержцается примераьы.

П р и.м е р 1. Образцы, изготовленные из стали марки У8, подвергали комплексному диффузионному насыщению в составах, массовое процентное содержание которых представлено в табл.1. Температура процесса составляла 1100 С, а продолжительность выдержки — 4 ч. Хрупкость слоя оценивалась по виду отпечатка, наносимого алмазной пирамидой (по Виккерсу) при нагрузке 10 кг. При наличии хрупкой фазы отпечаток имеет неправильную форму и края его рваные. Из полученных данных следует, что предложенный состав для комплексного насыщения стальных изделий позволяет устранить хрупкость диффузионного слоя и имеет насьпцающую способность на 25-42, вы" ше, чем известный состав °

Оптимальным является состав, содержащий компоненты в заявленных пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных значений диффузионный слой хрупкий, а насыщающая способность незначительно вьппе, чем известного состава. При содержании активных компонентов, превышающем верхние предельные значения, насьпцающая способность состава ниже, чем оптимального, частицы состава привариваются к поверхности изделий и состав спекается.

П р и и е р 2. Образцы, изготовленные иэ сталей марок 20, 40Х и 45Л, подвергали комплексному диффузионному насыщению в известном (п.б табл.2) и в предлагаемом (п. 2 табл. 2) составах. Температура процесса составляла .1000 С, а продолжительность выдержки — 4 ч. После обработки на образцах измеряли толщину диффузйонного слоя и оценивали его хрупкость описанным выше способом. Результаты испытаний представлены в табл . 3.

Из полученных данных видно, что предложенный состав для комплексного насыщения стальных изделий имеет высокую насыпупощую способность, а диффузионный слой, образующийся на изделиях, не хрупкий.

Формула изобретения

10 - 20 — 3

Остальное

Состав для комплексного насыщения стальных изделий, включающий хромсодержащее вещество, молибденсодержащее вещество, хпористый аммоний и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью предотвращения охрупчивания изделий и увеличения иасьпцающей способности состава, он дополнительно содержит четырехбромистый цирконий, в качестве хромсодержащего вещества— порошок хрома, в качестве молибденсодержащего вещества — порошок молиб-. дена при следующем соотношении компонентов, мас., Порошок хрома 20 - 30

Порошок молибдена 10 — 20

Четырвхбромистый цирконий

Хлористый аммоний

Окись алюминия

1617052

Таблица1

Наименование Химическая ГОСТ, ТУ компонента формула

Порошок хрома

Порошок молибдена

Цирконий четырвхбромистый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

ГОСТ 5905-77

ТУ 08 Т-11-78

Мо

ТУ 1П-13-78

ZrBr4

ГОСТ 2210-73

NH4 >

МРТУ 6-204674

Al2О3

Таблица 2 остав среды, мас.Ж

Толщина днффу9ионноГО слояу мкм

Примечание

Ф п/

3 4

1 .. Порошок хрома

0,5

68 5

2.

59

53 То же

43

55

27

25

11, 3.

4.

Порошок молибдена

Цирконий четырехбр омнстый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок хрома

Порошок молибдена

Цирконий четырехбромистый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок хрома

Порошок молибдена

Цирконий четырехбромистый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок хрома

Порошок молибдена

Цирконий четырехбромистый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Порошок хрома

Порошок молибдена

Цирконий четырехбромистый

Аммоний хлористый

Окись алюминия

15 42 Слой хрупкий

48 Хрупкость отсутствует

45 Частицы состава привариваются к изделиям! Ы 7052

Продолжение табл. 2

j 4. 5

Известный состав

17

42

Слой хрупкий

6. Окись хрома

Окись молибдена

Силикокальций

Аммоний хлористый

Окись алюминия

Таблица 3

Состав среды

Толщина диф- Примечание

Фузионного слоя, мкм

У Сталь и/и

1. 20

Известный

Слой хрупкий

2. 40Х

3. 45Л

4. 20

Ф! !!!! !!

Предлагаемый

49

46

Хрупкость отсутствует

61

5. 40Х

6. 45Л

Составитель С.Кучерявый

Техред М.Дидык Корректор Н.Ревская

Р едактор А.Маковская

»f»

Цаказ 4100 Тираж 812 Подписное

В (ИИПИ 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, 1О!