Порошковая шихта для термодиффузионного хромирования стальных изделий
(51) 5 С23С 10 32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
IC ПАТЕНТУ
ЬЭ
Ю
С0
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5028659/02 (22) 24.02 92 (46) 15.10.93 Бюл ¹ 37-38 (71) Челябинский государственный технический университет (72) Барков flA. Востриков В П (73) Челябинский государственный технический университет (54) ПОРОШКОВАЯ ШИХТА ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬHblX ИЗДЕЛИЙ (в) RU (и) 2001161 Cl (57) Изобретение относится к составам дпя химико-термической обработки и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности для повышения износостойкости изделий из инструментальных и конструкционных сталей Сущность изобретения порошковая шихта содержит, масЖ: пылевидные отходы от выплавки хрома — 42 — 60, йодистый аммоний — 2 — 5; порошок алюминий — 10 — 20; отработанный катализатор производства искусственного каучука — 15—
46 2 табл.
И:)Г>())ретение относится к Ilt)LIKU терми It (,«Ой С)()Р3()ОТК(. CT3/I)IIUX 41:3ДЕЛИЙ И МОЖЕТ бь>ть использовано в млшинос) роигельной и других отраслях промь(шленности длл повышения износостойкпсти изделий 4?з инструмен 43/)ь! (ь(х и ко))струкц()о)(Г)!.«х с «1/)сЙ, И э н () c T (. I I c o c T 3 D Д/I л t 4 3 c t?I Ll I, P t I! 1 л и О в е Р хностных слоев стальных иэде/> и хролto!) в порошковой шихте, содержа(ций, мас. ;(,. ром 5(), Д(20з 49 и NHИС11 1, XLI<;I:c)-термическа(4 о(}работка производится!J контей))ере при 1000-1100ОС в тече>)ие (22 ч. () . н 0 «>! ы м «! е дО с т 3 т K 0 t t Jl!! f! . i с л и сио<ч(-з(? на> ие в I))èxте доf)огОго и д =ф!)I(!11 10г(° ! 3,- 4(с:;ого порп > к .. i, : р ччи! (rUI !i t;fit X(1!1\ii 0-12;>.» "()(:>! ".? > (1 Н I!JL)) Ct . Т)КОГО C<:?С i;13;i! t;,: <;2 >ХГ ГТП ! 4<) < />» .l; C «.I . с l, t,,:..;,i:! И;!
?(») :Р. . Гь L (Де, Iëi).
;i!. < «Л<)(? 6>tt1,» ii", i!: ((. X It! t "I . . C, ) !! 4> >>.>
<")L1 )> ДО(.. «1(3(. Г1С>М4 Э<1?<4, Ек) )С K !, .,>2, l,!f3
tie/It«)icë шихга/)с)л те()мод)! (>фк)(1()>«4>)Г)40 хро(4))ровс)>(ий ci3/li IILIx иэделий, (. ?>;:(жа!ц,: .:4, . i IC. / с u(!Oil!()K МСдИ вЂ” 20--30, ИС)(" >ll!ОК 3»>0 миния — 15-11; хлорист(,)й амм!)i ий — 2 -1; оксид хрома — остэльное (1). Э);! ш()KT3 по= ВОЛ й".Т ПОЛy/ си ГЬ > ;:3 С Га ?IL>t >,>X l1.);«Г )ИЛX !! >
t1) (.) м):м /;It<12<)?)>:
«? с) < ) i: 0 P P О 3 41 ) «< i4, О «1 С, I «Li С i, . !;.,! ; ":,2 «(> 0 1 (! Е Р д (1 с <, к) . 1 p t j Ll t) (i c;! i I ". ч . LJ t I! с о . о
«4: (.(ЦЕI»tg!)()L)С(Р;(«IU!CT)t;, С/I(!. ». Г ill Cf!Jляк)т ири 910-!)50"С в те 40 !.;с 4 ч ", > UI!то нере с илавкил1 за)вором.
Основны/)и недостатками 44()й шихты является низкое «3vpcTBo и ее до;>оговизна за счет использования дефицип)оii и дорогой порошковой меди, а также ста))дарт)<ого порошка QKciri/(3 хроМ3. Ресурсы дc;f Ccltx ио рошковых материалов 1хром, tp;!!:) в проМЫШЛЕННОСтИ ОГР3НИЧЕ))Ы. ):) 10жС. 4 Рсл(Л 4 металлургии íаKоп/lå«iо оcðo!4>!Ое кол«.:Iес)—
)3o порошковых отходов, содэрж I!J!itх, )(3пример, химические сое,) « . -,i";:; хрома.
РЕШаЕМаЯ ИЗОбР TP1IL»1*?1 .. :,-) l; -- С,ИЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ За)р; C L! ПОВЫО)Е! .!с качества хромового покрытия.
Это достигается тем, что поро ш.овгл) )пихта длл термодиффузионного хр(/)!)11}0433«(4)»! стальных изделий, включающая поро(вок ал>0миния, хромсодержащей компоне. т и актив;Iтор, дополнительно содержит отр: б()та!4)(ы(1 катализатор производства искусс)>::и>о(о к»учука, в качестве хромсодержащего компонента — пылевидные отходы от выпла )KLt хром ), 3
8 качеГтве активатора — йодистый 34.)MOIII1 (lРН СЛЕДУЮЩЕh1 СООТНОШЕHL)È КО (ИÎIIe«ITO(I, мас. /(,: пылевидные отходы ог выплавки хрома 42-60 йОД 1Гтый ал)мОНИЙ 2-5
1>! )
ПОРОШОК 3ЛЮМИНИЯ
OTP3f)0T3IlI4IALV КатализатОР ироиэоводс > вл искусс)неt! >!U! о ) t? < ? < Ir 1; 1(}
4 ) Ь4/) Ь ОТ Н Ы П Л 3 Г! К и X P O i t ИO!!!404 ХРО> (И()ОП<3!! 41(4 VUI i! i >1 I I T ОКСИД х(;с>л1(3 (C(/0 !), «Огорый ири н;)грсл .;- шихты
B 0 C C T 3 l l 3 () f I! .. ) 0 T C I4 3/1 It ) t Lt !» > ),! )i U 1 ":с ) <3 Л Л Иеского Крол)3 ип р();3 <,t Lt
СгрОз 4- 2И -= / (,()1 2 4 >, I)
< г ()сн >!»Ii, !i) к()4.4)(л)с:-)с(лл<>1 с}) ра()04:l!i-!
i! 2 К;i! <2!) И 2, ОР >? О !, 2 (О)?,> ВС}ДС i!i i >1(>(УСГТ (2!- ) < >(<» .Г> /", i;C> (t; L1i . -L,! В<)с„о 3!i@;.. с . ., .:, U i?.,Л .; ((.:; "<; I t () J () С! (-) >! Ь > с Ь«Е ОС)и>в;,.:<,! (}« .и,ili -- /)I)(>, (,,;J() It,}!();> С < ДГ, +, t!,,! ) ;, i Л В и 4.,< Л С Л 1,) < . i}! О /> 3 " 4-> Ч Л-!!) ?<; < > i; )чуli2!Ji)2?Сi! l ! О О Т > 4 С } ! (!! I l < t: > I; : > ) ) ..2 1:3!!(04(>С!L (,, ii, ) )Г»!3(»! !Iti!1?/ > ! ? » <>< » ) (?, », I! ?!2 ! ? !,", > « < >! < Е Г О );! > } Г) i,t i ! < (° 4 Е:.! С T > > <,< > > с) l ittti <.; )>!i) лс !<,? I „„ <;, -,! !t >< (?О,, L >)<Ом ?,.;,>:?!..!t, <,:т,, i);)r?? I? С: ЬСССТ<)ll(I; . »,:::: -.О.; >,И :,>< } I и /1:it,) коtliir,! Il (i,!! >» (2 42< ??»I,l - (О(/ I ii;L1 òåìèåðà(óð;3 (:!)(<)с: ." ><, .! >.>Онепхност! ()()р;4!)/))ыв «;ло>! ..;I ч! > . ?2! ?1(it» /);1) KИ ii Pо 1С XUД)<1 >(; l)>:)I! l Г<,. i i?,с; Ка Л Рс «1 i<4 (?) Г) 1 < .>(!)1 - >! .,.! I > tr.-)с) - D. В резул(-та)е >!» поверх))ости Ii Ы»Е,!лt)(с.i XРО!1, () УI;IF C Гi ЛЛI!> IЦ!! СILlô: >t/< ri t » 13 «им 00ра 404 <, йодиь!!! 1;ttiл(о)4(>)1 ucii0 >ь 1/::i Г<> как к<)1<)л()эа > of (}tjc i i> „1и и . no-! (i с, 2(>от ну()Г 0ыс)рой дОст<32? «;<» ч(.;рс:3 330! )">tie) tt азу > О ОВ ХРОМО Iiэ 4 Лу>Г)>l 4! IЬ):", СЛOСВ Ii!!1Х Гы, ) ОГ> (>аэУ«ов(l1есл и !l с Р!! 4! >е 3!! ю! 1и и ")ть4 K3/>!? I litt<4 И КРС?-, -) LIL4!) ИСПОЛ)?ЗУIGTCS! КОК Э<1 фЕК тинii!4", газов)ро>)ицаеtttII4 I аполII!)òà/)ü, i" Г .}.Э (? се это с)1осос}ству()т ))овышеи)<>0 ка-tcс1 i3 Г)0(>ег>хl>ост>1 (э<)кftl «ваеl ся пори тость, >И «.1*. Г< t ) 1 Е < !! И > !! i 1. К 0 ! > С ) Ч I J! <Е j > 0 X (> i i < 3! 0 >, 1 4? ) . (Ii)i !.ir.!;,?;((<Е / Г «;)с?ВЫХ KO!! i1I! 2001 < г1 Тсбсмцс! Хнмтт О1 Г",„-н; т стст" сс.нст ссстсв т сс. ); <СО бб бб <О мтт.1 < тdrM мт<м О,О1 О.О 25. 1б бб-б4 21 отработа< I Содержания В шихте йодистого аммония менее 2% и ал<оми <ия менее 10% при- 5 водит к резкому уменьшению плотности и толщины диффузионного слоя, снижению его корроэионной стойкости. Содержание в шихте алюминия более 20% ухудшает качество поверхности, происходит образование 10 на поверхности изпелия хромированной зоНЫ С НК<ЭКОй1 ПЛОТНОСТЬЮ, ВЫСОКИМИ ПОРИСТОстью и шерохона гостью. Увеличение содержание аммония в шихте более 5% не улучшает качество по- 15 крытил и HB понь<шает скорость его образованил, однако удорожает стоимость шихты и снижаег зффектиннг>сть всей обработки. При содержании B шихте отработанного катализатора более 46:"./ и пыленидных отхо- 20 дон от выпланк<1 хро<ла менее 42% ухудшаетсл качесгво В сн".ç <1 с неблагоприятными изменениями B <яинералог<1ческом составе данной шихты, B которой при это<я накаплиВаетсл большое количество примесных сое- 25 динений, содержащих оксиды кальция и креглн<1л. Эти соединенил облада.от огранис<ЕННЬ<<Я<1 ИНЕР ГНЬ<Л1И Снойства, .1И ПО ОТНОШСнию к мета:<лическим изделия<я и при отжиге могут налипать на поверхность, если 30 их содержание Велико. Шихта, содержащая менее 15% наполнителя из отработанного катализатора и более 60% пыленидных отходов от выплавки 35 хрома, не обесF<е-<к Пример. Готовят смешиванием порошковые смеси для диффузионного насыщения (СМ. табЛ.2). 0бразцЫ ИЗ ШарИКОООдШ<1Г. ™1КОВой стали ШХ-15 упаковывают в контейнеры и з..сыпают пригoTQBëãííûìè пооошкоными смесями. Наводлт плавкий за<нор l1 помещают контейнер в печь, нагретую до (1050 ++ 15) С, выдерживают в течение 4 ч. Затем контейнер извлекают иэ печи, охлажДа<От ДО КОсЯНатНОй тЕМПЕРатУРЫ 14 РВСПаКОВы на<от. Результаты испытаний извлеченных образ<<он представлены в табл.2. оррозионные испытания образцов Пг<г<ВОдИЛИСЬ В 1"",Т- О. "Од. ".; раетВОрЕ азотной кислоты при 70оС, Скорость коррозии оценивали по потере массы образца на е,,<лницу поверхности за 1 ч. Взвешивание до и после испытаний проводили на аналитических весах с точностью до 0,001 г. Микротвердость диффузионного слоя определяли на м кротнердометре ПМТ-3, а толщину и пористость покрытил — на металло< рафическом микроскопе "Neonhpot". Шерохонатость поверхности хромированных изделий Оценивали на профилометрст Анализ полученных результатов свидетельствует, что термодиффузионная обработка стальных изделий согласно предлагаемому решению характеризуется DBIÑOÊOé ПрО<<НОСТЬ<О (12000-36000 МПа) коррозионной стойкостью (1,8 — 2,7 мг/(мм ) ч) I; хорошим качество<я поверхности (R> = 0.32 — 0,61 мкм). Стоимость шихты llo cpaBпени<о с прототипом сних.ается в 30 раз. (56) АвторСкое свидетельство СССР <Хг< ";482977, кл. С 23 С 10/52, 1989. 2001161 т еЕт т rrео 2 т S б f1rrOrnr;rn Продоементте тебе 2! ) гт 2 3 о б Ь Про тотт 15-46 Составитель Г.Копытов Редактор Н.Семенова Техред M.Moðãåíòàë Корректор С.Патрушева Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Заказ 3115 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Г1ОРОШКОВЛЯ ШИХТА ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОН i 1Ì О ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая порошок алюминия, хромсодержащий компонент и активатор, отличающаяся тем, что она дополнительно25 содержит отработанный катализатор производства искусственного каучука, в каче .тв - хромсодержащего компонента ПЫЛ" ВИДт ЫЕ ОТХОДЫ От ВЫПЛаВКИ ХРОМа, а В 30 качестве активатора — йодистый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас. : Пылевидные отходы от вы» плавки хрома Йодистый аммоний Порошок алюминия Отработанный катализатор производства искусственного каучука
