Состав покрытия для защиты изделий и способ обработки изделий

 

Изобретение относится к средствам защиты от окисления и обезуглероживания молотовых штампов при их нагреве под закалку и может быть использовано при термообработке массивных изделий на машиностроительных и металлургических заводах. Цель - повышение надежности защиты за счет уменьшения привари-ваемости покрытия к поверхности и толщины окисленного слоя. Состав содержит, мас.%: кристаллический графит 0-15; железная окалина 60-65; алюмохромфосфатная связка 10-12; вода-остальное. Способ обработки включает приготовление состава покрытия, нанесение слоем определенной толщины на защищаемую поверхность, сушку и нагрев штампов, причем алюмохромфосфатную связку предварительно растворяют в воде, после чего жидкую основу смешивают с порошкообразными компонентами до получения однородной безкомковой массы, которую наносят на рабочую поверхность штампов равномерным слоем толщиной 0,010-0,015 ихтолщины, при этом штампы устанавливают в печь вверх защитным покрытием. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 0 1/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687364/02 (22) 03.05.89 (46) 07.10.91. Бюл, ¹ 37 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.Т.Карбышев, В.И.Зверева. Е.В.Осташко, Н,П.Скрябин, Ю.Л.Курбатов и

В.В.Калюжный (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 988882, кл. С 21 О 1/68, 1981. (54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к средствам защиты от окисления и обеэуглероживания молотовых штампов при их нагреве под закалку и может быть использовано при термообработке массивных изделий на машиностроительных и металлургических

Изобретение относится к средствам защиты от окисления и обеэуглероживания молотовых штампов при их нагреве под закалку и может быть использовано при термообработке массивных изделий на

Машиностроительных и металлургических заводах, имеющих газовые и электрические печи.

Целью изобретения является повышение надежности защиты за счет уменьшения при вариваемости покрытия к поверхности и толщины окисленного слоя и уменьшение окисления штампов и сниже- ние трудоемкости обработки, Замена магнезитового порошка на железную окалину, вводимую в состав покрытия в количестве 60 — 65Д,„способствует повышению его теплопроводности и устра.."Ж «1682404 А1 заводах, Цель — повышение надежности защиты эа счет уменьшения привариваемости покрытия к поверхности и толщины окисленного слоя. Состав содержит, мас.%: кристаллический графит 0 — 15; железная окалина 60 — 65; алюмохромфосфатная связка 10 — 12; вода — остальное. Способ обработки включает приготовление состава покрытия, нанесение слоем определенной толщины на защищаемую поверхность, сушку и нагрев штампов, причем алюмохромфосфатную связку предварительно растворяют в воде, после чего жидкую основу смешивают с порошкообразными компонентами до получения однородной безкомковой массы, которую наносят на рабочую поверхность штампов равномерным слоем толщиной 0,010 — 0,015 их толщины, при этом штампы устанавливают в печь вверх защитным покрытием. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

° аавВ нению привариваемости покрытия к рабочей поверхности штампов. Благодаря этому обеспечивается легкость удаления остатков © покрытия перед последующей закалкой и Э получение качественной поверхности при Ф значительном сокращении трудоемкости О процесса и длительнсоти термообработки ф, штампов. Вместе с тем железная окалина легко смешивается с кристаллическим графитом и жидкой основой покрытия. выполняя функцию антипригарной добавки, которая в смеси с графитом препятствует аавй выгоранию углерода с защищаемой поверхности, исключая тем самым ее обезуглероживание. Образующееся при нагреве коркообразное покрытие обеспечивает защиту плоскости разъема штампов от о "., ния.

Уменьшение содержания окалины менее б0% по массе приводит к снижению вязкости покрытия и его сползанию с вертикальных и наклонных участков рабочей поверхности штампов, что особенно опасно для гравюры иэ-за возможности ее окисления, а следовательно, и сни>кения твердости, Увеличение содержания окалины более

65% делает покрытие боле» густым, что затрудняет его нанесен и» на "-ащищаемую поверхность и сгужит причиной растрескивания по.<рь гия в процессе его сушки при нагреве штампов. Это може, привести к нежелаемой пятнистой твердости рабочей поверхности инструмента, а следовательно, к снижению его износостойкости.

Ограничение содержания графита до

10-15% вызвано тем, что при указанном количестве достигаются наилучшие условия динамического равновесия между защищаемой рабочей поверхностью штампа и самим покрытием. Это объясняется тем, что графит препятствует выгоранию углерода из поверхности Штампа при его нагреве, Увеличение содержания графита более

15% приводит к науглероживанию поверхности и вызывает охрупчивание металла, Одновременно затрудняется приготовление и последующее нанесение покрытия вследствие плохой сма-иваемости сыпучих

K0MIIoHBHToB с жидкой основой.

При уменьшении содер>кания графита мене 10% повышается жидкотекучесть покрытия, после нанесенля которого на рабочую поверхность ц»тампов возможно ухудшение защитных свойств, вызванных выгоранием углерода из поверхностного слоя. Это может привести к нежелательному обезуглероживанию поверхностного слоя, а также к обеэуглеро>киванию поверхности штампов в процессе нагрева, IT0 особенно опасно для их гравюры, твердость и износостойкость которой сних<аются, Уменьшение содержания алюмохромфосфатной связки с 55-80 до 10 — 12% позволяет уменьшить затраты на получение состава и исключить вероятность приваривания покрытия к зашищаемой поверхности.

При снижении содержания алюмохром" фосфатной связки менее 10% увеличивается время эатвердевания из-за его большой жидкоподвижности, препятствующей удержанию покрытия на наклонных и вертикальных участках плоскости разъема штампов.

Увеличение содержания алюмохромфосфатной связки более 12% способствует привариванию покрытия к зжцищаемой по5

ЗО

55 верхности, в результате чего затрудняется удаление его остатков перед закалкой штампов в масле.

Вода, вводимая в состав покрытия, обеспечивает хорошую растворимость алюмохромфосфатной связки с получением жидкой основы, способствующей приготовлению однородной беэкомковой пасты, легко наносимой на плоскость разъема штампов перед их нагревом. Кроме того, наличие воды в покрытии уменьшает скорость его эатвердевания, что особенно необходимо в процессе приготовления и последующего нанесения покрытия íà поверхность штампов, Испарение воды из обмазки при их нагреве способствует образованию достаточно твердого каркасообразного покрытия, надежно защищающего гравюру и плоскость разъема штампов GT окисления и обезуглероживания. При этом отпадает необходимость предварительной сушки покрытия, что позволяет сократить длительность подготовительных работ и всей термообработки штампов.

Изменение толщины покрытия при нагреве штампов под закалку в пределах от

0,01 до 0,015 толщины штампов обеспечивает надежную защиту их рабочей поверхности от окисления и обезуглероживания при различной длительности нагрева, которая определяется габаритами штампов, в частности их толщиной, При уменьшении толщины покрытия менее 0,01 толщины штампов возможно его выгорание, а следовательно, и снижение эффективности защиты, Увеличение толщины слоя покрытия более 0,015 толщины штампов затрудняет удержание обмазки на вертикальных и наклонных участках плоскости разъема, вследствие чего возможно ее сползание с этих участков и их непосредственный контакт с печной атмосферой.

Установка штампов в печь вверх защитным покрытием обеспечивает интенсивный нагрев штампов. При этом полностью устраняются сложности установки штампов на подину печи либо на поддон, используемый при механизированной загрузке штампов в печь, благодаря чему сокращается трудоемкость подготовительных работ, а следовательно, и длительность термообработки штампов. Кроме того, при нагреве штампов гравюрой вверх снижается неравномерность температурного поля по их толщине, благодаря чему уменьшаются внутренние напряжения в теле штампа.

Для получения качественной обмаэки вначале алюмохромфосфатную. связку рас1682404

Таблица 1

Г

Толннна окисленного слоя мм

Содернанне компонентоа, мас.Х

Покрытне удаляемость пакрытня

Поверхность с приеаренньач покрытнем, X

Состоянн поаерхно тн деленна окалнна

Графит

Ллнмохромфосфатнот сняак рнсталлн- аморфный магнезнт е скнй ный пора нок

О/Т

1 10

2 12

3 1В

2С

0,О3/О,ОВ

Легко

То не

Хоронее

То не

0,04/0,07

0,07/0,08

0,11/0,21

12

2/1

4 (нэве- 10 сгноя) 20

13/10

Неулоялетьорнтелькое

1Хетквй не удаляется, нунна чеханнческая очистка

П р н м е ч а н н е. Чнслнтель пробы характеризует состояцне горняантяльной понеркностн, энамекатель — кертнкяльной. творяют в воде, а затем в полученный раствор вводят предварительно перемешанные между собой порошкообразные графит и измельченную железную окалину, доводя состав до пастообраэного состояния требуемой консистенции. Затем покрытие наносят на очищенную рабочую поверхность штампов слоем требуемой толщины, после чего штампы устанавливают в печь для их нагрева вверх гравюрой.

В табл.1 приведены составы покрытия для защиты от окисления и обезуглероживания и полученные результаты при их использовании. Способ опробован на образцах иэ стали 5НХМИ непосредственно на молотовых штампах, Покрытие готовят по следующей технологии, Исходные сухие компоненты мелкой фракции взвешивают в заданных пропорциях и тщательно перемешивают между собой, Алюмохромфосфатную связку растворяют в воде, а затем в полученную жидкую основу вводят сыпучие компоненты, после чего перемешивают состав до получения однородной бескомковой массы, Полученное покрытие наносят слоем 1,0—

1,2 мм (что соответствует 0.01 и 0,015 толщины штампа) на две предварительно прошлифованные поверхности каждого образца — горизонтальную и вертикальную боковую, очищенные от масла.

Нагревают образцы в течение 4 ч, после чего их извлекают из печи, очищают от остатков покрытия и помещают в масляный бак для последующей закалки. После закалки производят отпуск образцов в электрической печи, при 540 С в течение 2,0 ч.

Контроль эффективности покрытий производят путем визуального осмотра их поверхности на предмет определения привариваемости и качества поверхностей каждого защищенного образца, а также путем определения толщины окисленного слоя и твердости образцов, 5 B табл.1 и 2 представлены результаты опробования предлагаемого состава и способа обработки.

Формула изобретения

1. Состав покрытия для защиты иэде10 лий, преимущественно молотовых штампов, от окисления и обезуглероживания при термической обработке, включающий кристаллический графит и алюмохромфосфатную смазку, отличающийся тем, что, с

15 целью повышения надежности защиты эа счет уменьшения привариваемости покрытия к поверхности и толщины окисленного слоя, он дополнительно содержит железную окалину и воду при следующем соотноше20 нии компонентов, мас, :

Кристаллический графит 10-15

Железная окалина 60-65

Алюмохромфосфатная связка 10-12

Вода 8-20

25 2. Способ обработки изделий, преимущественно молотовых штампов, включающий получение состава покрытия путем смешения компонентов и алюмохромфосфатной связки, нанесение покрытия на за30 щищаемую поверхность, его сушку, установку штампа в печь и термическую обработку с последующим удалением покрытия, отличающийся тем, что, с целью уменьшения окисления штампов и

35 снижения трудоемкости обработки, перед смешением алюмохромфосфатную связку растворяют в воде, покрытие наносят слоем толщиной 0,01 — 0,015 толщины штампа, штампы устанавливают в печь вверх покры40 тием, а сушку покрытия проводят в процессе нагрева при термообработке.

1682404

Таблида 2

Исследуемые параметры

Показатели для способа известного

Средняя толщина нанесенного слоя пок1,0

1,5 рытия, мм

0,05

0,06

0,08

9 1 и очистки поверхности, ч/м

0,3

0,3

0,45

0,70

Составитель Г.Богачева

Редактор Н.Рогулич Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 3383 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственнс-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Средняя глубина окисленного поверхностного слоя при нагреве в течение

4 ч, мм

Трудоемкость нанесения состава, удаления его остатков предлагаемого

Г)