Способ химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов
Способ химико-термической обработки железо-углеродистых сплавов. Сущность изобретения: железо-углеродистые сплавы нагревают до 580-620°С, выдерживают при этой температуре в атмосфере перегретого пара 3-7%-ного раствора фосфорнокислого натрия. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)э С 23 С 8/18
ГО УДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ
BE ОМСТВО СССР (ГО ПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (7
Л (7 (5 и
1 н р о и н
Ф т
) титут им. Комсомола Украины
) А.И.Баженов, Ю.А,Ищук, А.Т,Мацак, .Солнцев и Л.А.Тимофеева
) Л.А.Солнцев
) Грилихес С.Я. Оксидные и фосфатные крытия металлов. Л.: Машиностроение, 85, с.85 — 87.
Изобретение относится к металловедею, в частности к химико-термической обботке металлов и сплавов.
Известны способы химико-термической работки железоуглеродистых сплавов с мощью фосфоросодержащего раствора основе нитрата и монофосфата цинка, сфорной кислоты, нитрита и нитрата наия и ряда других химических соединений, стоящие в нанесении на поверхность излий оксидных слоев, повышающих некорые эксплуатационные свойства деталей, Основным недостатком указанных спобов является невозможность получения с х помощью комплекса высоких служебных арактерис ик, в частности значительного овышения износостойкости и коррозионой стойкости, а также экологическая небеопасность.
Наиболее близким техническим решеием, принятым эа прототип, является фосатирование изделий в растворе на основе репарата мажеф, в состав которого входят оли Fe(HzPO4$, Мп(НгРО4)2 . Н20. МпНР04.. Ж 1792451 А3 железо-углеродистых сплавов, Сущность изобретения: железо-углеродистые сплавы нагревают до 580 — 620 С, выдерживают при этой температуре в атмосфере перегретого пара 3-7%-ного раствора фосфорнокислого натрия. 3 табл.
Способ эффективен, позволяет получить твердый оксидный поверхностный слой в процессе обработки деталей в специальной ванне, заполненной подогретым до
90-100 С фосфоросодержащим раствором.
Наряду с этим способ имеет ряд недостатков. Важнейшим из них является следующий: способ не обеспечивает существенного повышения износостойкости и коррозионной стойкости поверхностного оксидного слоя.
Целью изобретения является повышение иэносостойкости и коррозионной стойкости оксидного слоя железоугперодистых сплавов.
Это достигается тем; что насыщение поверхности сплавов осуществляется в атмос фере перегретого пара 3 — 7%-го водного раствора натрия фосфор нокислого (йаН2РО4) при 580-620 С.
Заявляемое количество ингредиентов, содержащихся в насыщающей атмосфере, является оптимальным с точки эречия получения качества покрытия. а именно выго
1792451
Таблица 1
Влияние содержания натрия фосфорнокислого на эксплуатационные свойства стали 40Х ких значений износостойкости и коррозионной стойкости (табл,1), так как увеличение содержания натрия фосфорнокислого в насыщающей среде свыше 7 приводит к снижению качества поверхностного слоя (в частности, ухудшается укрывистость) за счет повышения концентрации соединений фосфора, что снижает также прочностЬ защитного покрытия. Количество натрия фосфорнокислого в растворе до 3 не дает ощутимого эффекта повышения износостойкости и коррозионной стойкости, так как в этом случае велико содержание на поверхности окислов железа и мало — соединений фосфора.
Температура химико-термической обработки также играет важную роль в получении высоких эксплуатационных свойств железоуглеродистых сплавов (табл, 2), Оптимальной является температура 580620 С, понижение или повышение температуры не обеспечивает получения на поверхности металла плотн8го слоя окислов с высокими износостойкостью и коррозионной стойкостью, При температурах до 580 С происходит образование преимущественно окислов железа и в меньшей степени — соединений фосфора. Повышение температуры свыше 620 С приводит к формированию поверхностного слоя, содержащего, в основном, соединения фосфора.
Предлагаемый способ химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов реализовали следующим образом.
Нагрев цилиндрических заготовок диаметром 40 — 50 мм из стали 40Х осуществляли в шахтной печи типа СШП до 560 С;
580 С; 600 С; 620 С: 640 С. Обработку при указанных температурах осуществляли перегретым паром 2 -ого; З -ого; 4 -ого;
5 5 -ого; 6 -ого; 7 -ого; 8 -ого водного раствора натрия фосфорнокислого.
Раствор готовили следующим образом.
Расчетное количество соли растворяли в воде при 50 С, и после полного растворе10 ния он поступал по трубе через пароперегреватель в печь. После осуществления химико-термической обработки подачу пара прекращали, образцы охлаждались в печи до 500-450 .С и далее на воздухе до темпе15 ратуры окружающей среды.
Использование предлагаемого способа химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов обеспечивает по сравнению с прототипом следующие пре20 имущества (табл. 3): повышение износостойкости изделий в
1,4-1,7 раза; повышение коррозионной стойкости изделий в 1,3-1,5 раза, 25
Формула изобретения
Способ химико-термической обработки железоуглеродистых сплавов, включающий нагрев изделий, выдержку в фосфоросодер30 жащей среде и охлаждение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения износостойкости и коррозионной стойкости оксидного слоя, выдержку проводят при
580-620 С, а в качестве фосфоросодержа35 щей среды используют перегретый пар 37 -ного раствора фосфорнокислого натрия.
1792451
Таблица 2
Влияние температуры нанесения покрытия на эксплуатационные свойства стали 40Х
Таблица 3
Сравнительные результаты химико-термической обработки по. предлагаемому и известному способам
Составитель И.Дашкова
Техред М,Моргентал Корректор Л.Филь
Редактор 3.Ходакова
Заказ 171 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Ф
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101
