Состав для диффузионного хромирования стальных изделий

Авторы патента:

ШЕВЧЕНКО ИННА МИХАЙЛОВНА

СУНКИНА НАТАЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВНА

РЫБАЛОВА НАДЕЖДА АЛЕКСАНДРОВНА

КОСС ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА

ЯМРОЗ ОЛЬГА ЛЕОНИДОВНА

БЫКАДОРОВА ЛАРИСА БОРИСОВНА

C23C10/40 - стальных поверхностей

Изобретение относится к металлургии , в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного хромирования. Целью изобретения является повышение жаростойкости в условиях термоциклирования и снижение температуры насыщения. Состав для диффузионного хромирования содержит окись алюминия 43 - 47 , хлористый амоний 1-3; фторид лантана 1-5; хром - остальное. Состав обеспечивает при проведении процесса диффузионного хромирования предварительно азотированной среднеуглеродистой стали формирование слоя, содержащего в поверхностном слое нитрид хрома, легированный титаном, что приводит к увеличению жаростойкости в условиях термоциклирования в 1,5 - 1,9 раза. Кроме того, введение фторида лантана в насыщаемую смесь позволяет снизить температуру процесса насыщения при сохранении насыщающей способности. 2 табл. (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 С 23 С 10/40

" " ЕК3@6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТСРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

43-47

1-3

1-5

Остальное

Окись алюминия

Хлористый аммоний

Фторид лантана

Порошок хрома

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4608634/02 (22) 24.11.88 (46) 23.05..91. Бвл. М- 19 (72) И.M.Øåâ÷åíêî, Н.F..Ñóíêèíà, Н.А.Рыбалова, Е.В.Косс, О.Л.Ямроз и Л.Б.Быкадорова (53) 621.785.51.06 (088.8) (56) Минкевич А.Н.Химико-термическая обработка металлов и сплавов. - М.:

Машиностроение, 1965, с.182. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного хромирования. Целью изобретения является повышение жаростойкости в условиях термоциклироваИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессу диффузионного хромирования, и может быть использовано для повышения жаростойкости деталей из среднеуглеродистых сталей, работающих в условиях циклической смены температур.

Целью изобретения является увеличение жаростойкости изделия в условиях термоциклирования и .снижение температуры насьпцения.

Состав для диффузионного хромирования, содержащий хром, хлористый аммоний и окись алюминия, дополнительно содержит фторид лантана при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

„„SU„„1650774 А1 ния и снижение температуры насьпцения.

Состав для диффузионного хромирования содержит мас.Х: окись алюминия 43вЂ”

47 g хлористый амоний 1 вЂ” 3; фторид лантана 1 вЂ” 5; хром вЂ” остальное. Состав обеспечивает при проведении процесса диффузионного хромирования предварительно азотированной среднеуглеродистой стали формирование слоя, содержащего в поверхностном слое нитрид хрома, легированный титаном, что приводит к увеличению жаростойкости в условиях термоциклирования в 1,5 вЂ” 1,9 раза. Кроме того, введение фторида лантана в насыщаемув смесь позволяет снизить температуру процесса насьпцения при сохранении насьпцающей способности. 2 табл.

Функциональное назначение компонентов состава.

Порошок хрома марки ПХС является поставщиком атомов хрома. Окись алюминия А1 0 вЂ” инертный разбавитель, предотвращающий спекание насьпцавщей смеси ° Хлористый аммоний NH C1 вЂ” активатор. Фтористый лантан LaF noЭ вышает жаростойкость покрытия и активизирует процесс насьпцения. Фтористый лантан при температуре хромирования разлагается по следувщей реакции:

2LaF> 2La + ЗР „ 1650774

Та бли ца 1

Состав истый ний

0 5

0,5

Образующийся при этом лантан, диффундируя в поверхностный слой азоти- рованной среднеуглеродистой стали, не образует новых фаз, а лишь .легирует поверхностную фазу нитрида хрома, способствуя повышению жаростойкости покрытия в условиях термоциклирования.

Выделяемый при разложении фторида лантана фтор активизирует процесс насыщения.

Пример. Диффузионное хромирование образцов стали ЗОХН2МФА, предварительно-азотированных в среде частично-диссоциированного аммиака при 15

510 вЂ” 570 С в течение 10 - 50ч, проводят в контейнерах с плавким затвором при 900 вЂ” 950 С в течение 4 вЂ” 6 ч, Составы насыщающих смесей приведены в табл.1. 20

Исследование микроструктуры поверхностного слоя проводят на оптическом микроскопе ММЦ-З, исследование фазового состава выполняют рентгеновским методом в камере РКД в излучении 25

СгК р или CuK g p по методу шпифа.

Испытания на жаростойкость включают нагрев образцов с азотохромированным покрытием в пламене газовой горелки, вьдержку 900 С в течение 30

5 с и охлаждение в проточной воде.

Жаростойкость. оценивают по количест-, ву циклов нагрев » .охлаждение до появления трещин, видимых невооружен» 1, . ным глазом.

Характеристики покрытий, образующихся при диффузионном хромировании, представлены в табл.2.

При хромировании на поверхности изделия формируется белая нетравящаяся в обычном травителе зона, содержащая нитрид хрома, легированный лантаном. Микротвердость наружной зоны составляет -HV " 22000-25000 МПа.

Жаростойкость в условиях термоциклирования увеличивается в 1,5 вЂ” 1,9 ра» за. Состав сохраняет насыщающую способность при снижении температуры насыщения.

Формула и э о б р е т ения

Состав для диффузионного хромирования стальных иэделий преимущественно из предварительно азотированных среднеуглеродистых сталей, содержащий порошок хрома, хлористый аммоний и окись алюминия, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения жаростойкости иэделий в условиях термоциклирования и снижения температуры насыщения, он дополнительно содержит фторид лантана при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Окись алюминия 43 вЂ” 47

Хлористый аммоний 1-3

Фторид лантана 1-5

Порошок хрома Остальное

Табли ца 2

1650774

Состав сть

Cr N

200

0,2

Ф.

Режим насыщения: температура 1050 С, 7 ч. о

Режим. насьпцения: температура 920 С, 5 ч, I

Составитель С.Кучерявый

Редактор А.Мотыль Техред А.Кравчук Корректор Т.Палий

Заказ 1587 Типаж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1ОI

Известный

Предлагае- % Ф

5 Cr

Легированный

То же

0,3

0 5

0,1

0,9

33 240

40 210

27 180

Охрупчиванне 150

Состав для диффузионного хромирования стальных изделий

Похожие патенты:

Способ термической обработки // 1518407

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке железа и его расплава, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, занимающихся проектированием, производством и ремонтом электротехнических изделий, а также деталей механизмов и узлов современной техники, где требуется повышение коррозионной стойкости и износостойкости

Способ обработки деталей из низкоуглеродистых сталей // 1475977

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано при производстве магнитопроводов, сердечников и т.д

Применение способа диффузионного хромирования для повышения износостойкости дереворежущего инструмента // 133728

Способ электротермического хромирования стали и чугуна в порошкообразных массах // 83719

Способ хромирования стальных изделий в муфельных печах с воздушной атмосферой // 2378413

Изобретение относится к способу химико-термической обработки и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий и технологической оснастки из конструкционных сталей в машиностроительной, приборостроительной, пищевой и химической отраслях промышленности

Способ химико-термической обработки стальных изделий // 2003734

Способ хромирования стальных изделий в обмазках // 1721121

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, инструментальном производстве для повышения эксплуатационных характеристик изделий

Способ химико-термической обработки стальных изделий // 1721122

Изобретение относится к технологии химико-термической обработки стальных изделий , в частности к способам нанесения диффузионных покрытий на изделия из нержавеющей стали

Способ диффузионного хромирования в вакууме // 1803469

Способ защиты металлических труб от коррозии // 2535810

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено для повышения коррозионной защиты металлических труб. Осуществляют вакуумно-диффузионное хромирование изделия, при этом сначала проводят струйно-абразивную обработку внутренней и внешней поверхности трубы, затем засыпают в трубу порошок феррохрома фракцией от 0,1 мм до 50 мм, вакуумируют ее внутренний объем и помещают трубу на перемещающий механизм, расположенный под стационарно установленными газопламенной горелкой, устройством для дробеударной обработки наружной поверхности и индуктором. Затем нагревают локальную зону трубы в пределах от 900°С до 1500°С, при этом осуществляют непрерывное вращательное движение трубы вдоль ее оси и одновременно газопламенной горелкой, установленной перед индуктором, напыляют на наружную поверхность трубы порошок феррохрома. Устройство для дробеударной обработки наружной поверхности устанавливают между горелкой и индуктором. В течение от 1 до 20 часов осуществляют от 2 до 10 циклов возвратно-поступательного движения трубы относительно индуктора, после чего разгерметизируют и быстро охлаждают трубу и удаляют засыпанный порошок феррохрома. Обеспечивается значительное снижение скорости коррозии металлических труб. 4 з.п. ф-лы.

Способ получения покрытий на изделиях из низко- и высоколегированных сталей, цветных металлов или их сплавов методом термодиффузионного цинкования // 2570856

Изобретение относится к области получения защитных металлических покрытий на изделиях из стали, цветных металлов и их сплавов, нанесенных термодиффузионным методом. Способ получения покрытия на изделиях из низко- или высоколегированных сталей, или цветных металлов, или их сплавов термодиффузионным методом включает следующие последовательно осуществляемые стадии: загрузку обрабатываемых изделий в постоянно вращающийся контейнер с одновременно насыщающейся порошковой смесью на основе цинкового порошка с примесью оксида цинка в виде образующегося по всему объему контейнера пылевого облака из указанной порошковой смеси, за счет трибостатического эффекта равномерное осаждение насыщающей порошковой смеси на всю поверхность изделия, при этом вышеуказанные загрузку и осаждение проводят в течение не более 15 минут при скорости вращения контейнера 7 об/мин - 10 об/мин, нагревание контейнера с изделием в диапазоне температур от 250°C до 500°C при скорости нагрева 5°C/мин - 10°C/мин и скорости вращения контейнера 5 об/мин - 8 об/мин при длительности стадии нагрева не более 50 мин, выдержку не менее 5 мин при указанных температурных режимах и при скорости вращения контейнера 2 об/мин - 6 об/мин и принудительное охлаждение контейнера с изделием при увеличении скорости вращения контейнера до 7 об/мин - 10 об/мин и скорости снижения температуры 5°C/мин - 10°C/мин и при длительности стадии охлаждения не менее 60 мин с обеспечением получения покрытия с толщиной антикоррозийного слоя от 1.5 до 16.0 мкм, регулируемой длительностью осуществления стадии (г) и (д). Обеспечивается получение на поверхности обрабатываемых изделий однородного по всей поверхности покрытия, имеющего хорошие эксплуатационные свойства, которые не нарушаются также при хранении и транспортировке изделий. 7 з.п. ф-лы, 5 пр.