Состав для хромирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке , и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин, работающих в условиях интенсивных механических и тепловых нагрузок. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: оксид хрома 28,5-36,5, алюминий 11,0-13,0, оксид тантала 2,0-9,5, кристаллогидрат хлористого алюминия 1,5-4,0, конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием - остальное, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 C 23 С 10/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

28,5-36,5

11,0-13,0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931427/02 (22) 25.04>91 (46) 23.03.93. Бюл, Мг 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения и

Институт структурной макрокинетики (72) Н.А.Рыбалова, Е,П.Костогоров, Н.Е.Сункина, А.A.Малолетнев и Г.Н,Терентьев (56) Защитные покрытия на металлах, Киев, . Наукова думка, 1975, вып.9, с, 17-24, (54) СОСТАВ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к составам для хромирования, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин, работающих в условиях интенсивных механических и тепловых нагрузок.

Цель изобретения — повышение твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий.

Для достижения поставленной цели в состав, содержащий оксид хрома, алюминий, инертный разбавитель, активатор дополнительно вводят оксид тантала, в качестве активатора — кристаллогидрат хлористого алюминия, а в качестве инертного разбавитепя — конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием при следующем соотношении компонентов, мас. :

Оксид хрома (Ш)

Алюминий

„„ЯЦ,„1803468 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано дпя повышения эксплуатационной стойкости деталей машин, работающих в условиях интенсивных механических и тепловых нагрузок, Сущность изобретения; состав содержит, мас, /: оксид хрома 28,5 — 36,5, алюминий

11,0-13,0, оксид тантала 2,0 — 9,5, кристаллогидрат хлористого алюминия 1,5-4,0, конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием — остальное, 1 табл.

Оксид тантала 2,0-9,5

Кристаллогидрат хло. ристого алюминия 1,5-4,0

Инертный разбавитель Остальное

Введение оксида тантала приводит к пегированию хромового покрытия, повышению твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий, Нижнее значение 2 мас.7 определяет границу влияния элемента как легирующей добавки, влияющей на термостойкость. Повышение верхней границы 9,5 мас, j, ведет к снижению термостойкости и твердости за счет образования пористого слоя, Применение в качестве активатора кристаллогидрата хлористого алюминия способствует более интенсивной доставке активных атомов хрома и тантала к поверхности обрабатываемых иэделий за счет газотранспортной реакции переноса и образованию плотного беспористого слоя, Нижнее предельное значение 1,5 мас.7ь обеспечивает минимально необходимую концентрацию элементов газовой фазы.

1803468

Превышение верхнего предела 4 мас.% отрицательно влияет на термостойкость.

Нижний предел содержания оксида хрома 28,5 мас.% определяется минимальным количеством активных атомов хрома, необходимых для образования слоя с повышенной твердостью. Верхний предел

36,5 мас.% ограничен резким повышением температуры в результате прохождения реакции алюмотермического восстановления, Количественное содержание алюминия 1113 мас.% связано с массовым содержанием оксида хрома и оксида тантала и определяется полнотой глубины превращения алюмотермической реакции восстановления оксидов хрома и тантала, . 8 качестве инертной добавки используют конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием.

Для экспериментальной проверки было изготовлено 5 составов насыщенных смесей, три из которых показали. положительные результаты.

Перед использованием все компоненты порошковой насыщающей среды просушивают при 80 — 100 С и измельчают. Смесь перед использованием перемешивается в барабанных смесителях емкостью 15—

20 л при скорости вращения барабана

60об/мин в течение 30 мин, Первоначально в смесительный барабан засыпается инертный раэбавитель, затем оксид хрома, оксид тантала, алюминий и кристаллогидрат хлористого алюминия. Такая последовательность необходима для предотвращения самопроизвольного возгорания смеси.

Пример. Хромирование образцов и . деталей, изготовленных из.сталей 50РА, ЗОХН2МФА проводят в реакторах из нержавеющей стали, Упаковка реактора проводится в следующем порядке. На дно . реактора помещают слой смеси толщиной

20 — 90 мм. Затем укладывают слой деталей так, чтобы расстояние до стенок тигля было не менее 15-20 мм, а расстояние между деталями должно быть равно их толщине.

Детали засыпают смесью. Расстояние между слоями деталей должно быть не менее 20 мм, а от верхнего края до кромки реактора не менее 40 мм. Сверху в реактор устанавливается трубка из жаростойкой стали, через которую в смесь производится подача аргона. Подготовленный к насыщению реактор помещается в печь и нагревается

° вместе с ней до температуры 600 С, после чего формирование покрытий проводится в режиме самораспространяющегося высо-.

5 котемпературного синтеза (СВС) при теп- . ловом самовоспламенении s течение

30 — 60 мин при температуре 950-1050 С.

После окончания процесса реактор вынимают из печи и охлаждают на воздухе, после

"0 чего смесь вместе с отработанными деталями высыпают на поддон.

Поверхностную твердость измеряли на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 50 r.., Оценку термостойкости проводили пу15 тем нагрева образцов в пламени газовой горелки при температуре выше Асз в течение 6 с с резким охлаждением в воду. Критерием термостойкости служило количество циклов "нагрев-охлаждение" до появления

20 микротрещин.

Сравнительные даные представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что.термостойкость возрастает в 4 раза, а твердость поверхностного слоя — в 1,2 —.1,3 раза, Таким образом, поставленная цель достигается только при заявленной совокупности ингредиентов, взятых в укаэанном соотношении.

30 Формула изобретения

Состав для хромирования стальных изделий преимущественно из конструкционных среднеуглеродистых легированных сталей, содержащий оксид хрома {III), алю-. миний, инертный разбавитель и активатор, отличающийся тем, что, с ц е лью повышения твердости поверхностного слоя и термостойкости изделий, он дополнитель- . но содержит оксид тантала, в качестве акти40 ватора — кристаллогидрат хлористого аммония, а в качестве инертного разбавителя — конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием при следующем соотношении компонентов, 45 м,с %

Оксид хрома (I II) 28,5 — 36,5

Алюминий 11 — 13

Оксид тантала 2,0-9,5

Кристаллогидрат хлористого ал юминия 1.5-4,0

Конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием Остальное

1803468

* кристаллогидрат хлористого алюминия

* конечный продукт реакции восстановления оксида хрома алюминием

Составитель Н. Рыбэлова

Техред М.Моргентал Корректор Я. Пилйпенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", т, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1035 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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