Состав для диффузионного хромирования стальных деталей

 

Изобретение относится к металлургии, Е частности к химико-термической обработке стали, а именно к процессу диффузионного хромирования порошковым методом, и может применяться в различных отраслях машиностроения . Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения. Состав включает, мае. %: окись хрома 55 - 60; цинк 15 - 25: йод 1,5 - 2,5: нитротриметилфосфоновую ку слоту 1.5 - 2,5; оксид алюминия остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 23 С 10/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К.АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 — 2,5 (21) 4740622/02 (22) 08.08.89 (46) 07.12,91. Бюл. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. M.Ì.Ôåäîðoва (72) Н.А.Кудрейко, Ю.А.Агарев, B,Ô.Èòóíèí и Ю.П.Стаценко (53) 621.785.5(088.8) (56) Полевой С,Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов. — М., 1986, с. 156.

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных деталей, а именно к процессу диффузионного порошкового хромирования, и может применяться в различных отраслях-промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения хромом.

Как правило процесс хромирования осуществляют в порошковой смеси, содержащей около 507ь феррохрома (или хрома), 48 — 49 окиси алюминия и 1 — 27; хлористого аммония.

Использование феррохрома или хрома связано с трудностями получения их в порошкообразном виде из-за высокой твердости, В связи с этим ведутся исследования по замене указанных элементов насыщающего состава на окись хрома, которая улучшает технологические качества смеси и имеет низкую стоимость.

Известен состав для диффузионного хромирования на основе окиси хрома, содержащий следующие компоненты, мас. :

Окись хрома 55- 60

„„5U„„1696577 Al (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

XPOMNPOBAHNR СТАЛЬНЫХ ДЕ ГАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стали, а именно к процессу диффузионного хромирования порошковым методом, и может применяться в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является интенсификация процес:са насыщения. Состав включает, мас. : окись хрома 55 — 60; цинк 15 — 25; йод 1.5 — 2,5; нитротриметилфасфоновую кислоту 1,5—

2,5; оксид алюминия остальнге. 1 табл.

Алюминий 10 — 15

Фтористый алюминий 3 — 5

Окись алюминия Остальное

Основным недостатком указанного состава являются возникающие жесткие требования к конструкции и материалу контейнера, так как процесс алюминотермии высокотемпературный и зачастую происходит оплавление обрабатываемых деталей и быстрый износ контейнеров.

Поставленная цель достигается тем, что алюминиевый порошок заменяется цинковым, а для предотвоашения снижения скорости диффузии хрома используется более интенсивная активация смесью элементарного йода с нитрилотриметилфосфоновой (НТФ) кислотой. Предлагаемая порошковая смесь имеет следующий состав, мас. :

Окись хрома 55 — 60

Цинк 15 — 25

Йод 1,5 — 2,5, Нитрилотриметилфосфоновая кислота

1696577 втуОксид алюминия Остальное

Процесс насыщения хромом проводят при 950 — 1050 С.

В таблице приводится зависимость cKGрости насыщения от концентрации цинка, алюминия и активаторов.

Из сопоставления составов порошковых смесей можно обосновать концентрацию и назначение каждого компонента.

Оксид хрома применяется как хромсодержащий компонент, При содержании оксида хрома в смеси ниже 55оь процесс восстановления хрома и диффузии осуществляется при невысоких скоростях, а при концентрации его выше 70, дальнейшей интенсификации не происходит..

Цинковь|й порошок применяется вза" мен алюминиевого для восстановления хрсма из его окисла. Процесс восстановления проходит при более низких температурах, детали не оплавляются, увеличивается срок службы контейнеров, При концентрации цинка ниже 15, процесс восстановления хрома идет медленно, а при содержании выше 20ф значительной интенсифткации хромирования не происходит и расход материалов увеличивается.

Н итрилотриметилфосфоновая кислота в сочетании с элементарным йодом заметно ускоряет процесс хромированля, несмотря на замену алюминия цинком, Пониженное содержание йода с НТФ снижает интенсификацию процесса насыщения, а содержание активаторов выше рекомендуемого интенсифицирует диффузию на уровне оптимальной концентрации. НТФ представляет собой белый кристаллический порошок, выпускаемый в соответствии с техническими условиями. Формула НТФ

Состав насыщающей среды

60Сг20з+15А1+5АТз+20А120з

55Сг203+15Еп+232+2 НТФ+26А1203, 60Cr20a+15Zn+2 J 2+2 H T©+2 11 А120з

65Сг20з+15Еп+2.12+2 НТФ+16А1 Оз

70 С Г2 03+ 1 57 и+2 12+2 НТФ+ 1 1 А 120з

60Cr20a+20Zn+2J2+2 HT

60Cr20a+15Zn+ 1,5.12+2 Н ТФ+21,5А120з

60Сг20з+15Zn+2,5А+2 НТФ+20;5А!20з

60Cr20a+15Zn+2 J2+1,5НТФ+21,5А12ОЗ

60Cr20a+15Zn+2 32+2,5НТФ+20,5А120з, 70Cr20a+16Zn+2 J2+2 НТФ+1ОА12ОЗ

Н H О

II ОН но н с р

", „,г он но н с Р

5 н н о

И OH

Препарат НТФ относится к группе малотоксичных соединений.

Окись алюминия применяется как инертная добавка и его содержание не нормиру1Î ется.

Кроме интенсификации процесса насыщения, предлагаемый состав позволяет снизить температуру восстановления хрома из его оксида, расход исходных материалов, yse15 личить время эксплуатации контейнеров, снизить требования к материалу и конструкции контейнеров, отсутствуют оплавления обрабатываемых деталей. Покрытие, полученное из предлагаемого состава, обладает мелко20 зернистой структурой, однотонное, легко полируется, KOppo3I40HHGsi cToAKOGTb и физико-механические свойства покрытия не отличаются от свойств покрытия, полученHoIo при обработке известным составом.

25 Формула изобретения

Состав для диффузионного хромирования стальных деталей, включающий окись хрома и окись алюминия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процес30 са насыщения, он дополнительно содержит цинк, йод и нитрилотриметилфосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окись хрома 55 — 70

35 Цинк 15 — 20

Йод 1.5 — 2,5

Нитрилотриметилфоновая кислота . 1,5 — 2,5

40 Оксид алюминия Остальное