Состав для комплексного насыщения стальных изделий
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий борную кислоту, зслористый аммоний, ванадий и окись алюминия, о т л ич а ющий с я тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости , он дополнительно содержит окись хрома, фтористый алюминий, иттрий и аммоний при следующем соотношении компонентов, вес.%: 35,0-40,0 Окись хрома 4,0-6,0 Борная кислота 3,0-5,0 Хлористый аммоний 7,0-10,0 Фтористый алюминий 2,5-4,0 Иттрий 7,5-12,0 Алюминий 1,0-3,0 Ванадий Остальное Окись алюминия (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСПУБЛИН
„„Su„„1006536 A
3(5 ) С 2 3 С 9/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К. ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4, 0-6,0
3,0-5,0
Борная кислота
Хлористый аммоний
2,5-4,0.
7,5-12,0
Иттрий
Алюминий
Ванадий
Окись алюминия
1, 0-3,0
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ (21) 3362974/22-02 (22) 09. 12 ° 81 (46) 23.03.83. Бюл. М 11 (72) Ю. И. Чулков, В. Н. Баранкевич, С. Н. Семенов, В. И. Саутин и A. П. Гофман (71) Научно-производственное объединение "Агроприбор" (53) 621.785-51.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 411166, кл. С 23 С 9/02, 1974.
2. Авторское .свидетельство СССР
Р 549503, кл. С 23.С 9/00, 1975. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий борную кислоту, хлористый аммоний, ванадий и окись алюминия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости, он дополнительно содержит окись хрома, фтористый алюминий, иттрий и аммоний при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Окись хрома 35,0-40,0
Фтористый алюминий 7,0-10,0
10065 36
7,5-12,0
1,0-3,0
Остальное
Алюминий
Ванадий
Окись алюминия
Хлористый аммоний
5 0-9,0
4,0-6,0
Алюминий
Окись кремния
4,0-7,0
Ванадий
4,0-6,0
3,0-5,0
7,0-10,0
2,5-4,0
Борная кислота
Хлористый аммоний
Фтористый алюминий
Иттрий
Изобретение относится к металлургии, и может быть использовано для повышения жаростойкости и износостойкости прессового и штампового инструмента, полученного иэ высоколегированных сталей.
Известен состав для поверхностного легирования сталей, содержащий
38-45% окиси хрома, 9-12% алюминия, 5-10% окиси кремния, 1-3% .хлористого аммония и окись алюминия — осталь- 10 ное (1).
Одним из недостатков описанной смеси является пониженный уровень свойств, характеризующий материалы по жаростойкости и иэносостойкости 15 при повышенных температурах.
Наиболее блиэким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для поверхностного легирования инстру- 20 ментальных сталей 2 g, содержащий следующие компоненты, вес.%:
Хром 35,0-40,0
Борная кислота 1,0-2,0
2,0-5 0
Окись алюминия Остальное
Недостатком известного состава является невысокая износостойкость и окалиностойкость материала при температурах BbEIle 650 С. После хими- 35 ко-термической обработки при 1050 С в течение 5 ч для стали ЗХ2В8Ф, жаростойкость (привес) при 700 С эа
10 ч составляет 2 г/м2 износостойо кость (убыль) при 700 С на пути 40
2500 и — 10 г/м .
Пелью изобретения является повы- ° шение жаростойкости и износостойкости сталей при повышенных температурах.
Для достижения указанной цели в состав для комплексного насыщения сталей, содержащий борную кислоту, хлористый аммоний, ванадий и окись алюминия, дополнительно вводят окись хрома, фтористый алюминий, иттрий и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Окись хрома 35,0-40,0
Применение укаэанной смеси образует на поверхности иэделий сложный диффузионный слой, представляющий собой многокомпонентный твердый раствор на базе насыщаемого металла.
Введение в состав смеси иттрия способствует стабилизации окислов и других фаэ на основе хрома и алюминия, образующихся на поверхности изделий.
Применение окиси хрома и фтаристого алюминия способствует более быстрой диффузии хрома и алюминия в поверхностном слое твердого раствора.
Высокое Содержание в насыщающей смеси Сr20> приводит к хромированию сталей, что благоприятно сказывается на жаростойкости и иэносостойкости.
При содержании окиси хрома менее 35% процесс хромирования развивается недостаточно эффективно, а при содержании свыше 40% тормозится процесс насыщения другими элементами.
Применение фтористого алюминия также активизирует мощность диффузионного источника в системе Сг-AlV-Y-В. Введение укаэанных пределов ,способствует наибольшей диффузионной активности насыщения укаэанной системы. При большем количестве фтористого алюминия в смеси (10%) состав насыщения твердого раствора смещается в сторону алитирования.
Пример. Для приготовления смеси предлагаемого состава используются порошки дисперсностью 1-200 мкм, компоненты перемешиваются до получения однородного состава. Затем проводят предварительный отжиг смеси в контейнере с плавким затвором при
1050 С, в течение 5 ч, после чего проводят сам диффузионный отжиг деталей с добавкой в садку новой порции хлористого аммония в указанных количествах.
Режим химико-термической обработки включает нагрев до ЗОООC и выдержку 1 ч., подъем температуры до 850ОС за 2 ч, затем до 1100 С за 2 ч, выдержку при этой температуре 8 ч и охлаждение на воздухе, Глубина слоя при таком режиме находится в пределах 50-70 мкм.
Свойства образцов стали ЗХ2В8Ф после химико-термической обработки по указанному режиму представлены в таблице.
1006536
1
I
1
1
I
1, 1
I ь 1
I »»(I
I I4 Ф 1 ! o o
О dl ! хио
I eO ue(OocdX(1 (4 CCl W Q I
Oc- (Р,( (О оФ(1 Оь Х «.4 К.!
1 cd/ + I
Э о х о о
1 м
I o
1 (Ч
1
1 I
»
»»Ъ
I o
1 an
1 I
1 O
I
1 !
1 аА
C)
«-4
7» !
Ю а Cl
»ь»ь о
1 .I
1
1
I
I
Ф
IC!
»
g о
Ф
Е
Ф
Ф м
Са
I
1 ь о
» о
«-4
» (»
I
I
I
I
С
I Ъ(1 z
1 е
» 3»
Ю
» м о о
I ! м
I o
CCC
I »4»
1 х
»
»Г\
«(»
I
CJ
Сь а, СО м
I I
I !
»4Ь
I Ю
I e
»
CJ о
Ъ о
«»(ь о ь аА м о
»
00 м
93
Cd (ю о о о!
I
1 !
1
1
I !
А о
Э
Е
v ь ь
Cd X
1 cd 5
1 X
1 ь
1 Ф Ы
1 и Ж
1 М X ! Э Х
I И Ц
I Ф Э ! И
1 0)»4( (хх
t !
I ! !
I
I
I
I
1
1
I
1и
IO
I o
1»»Ъ g
11 Е»
1 ь
I Х И
I P»
1 И Э х X
u g
25о
I 6Ъ acl
I ь«ь Id Сь(1 о
» \ м м
1 1
».»Ъ
» » т4 «"4
+ + о о
» »
«-4 СЧ
«-4
CQ о
СЧ «-4
I I м
» »
«.4 «Ф
+ + о о
» »
М»42 о о
»
»Ч CD
«-4
Ю Ю
»
aCl о. о
» »
».О СЧ м
Э
dI й!
1
СО с
ОЪ
1 1
1
I
1
1
I
1
»О I
»
«-4 1
+ 1
I
I
1
I I (1
1 !
I
1
I I
I
1 (1
1
1
1
1
1
1
1 I
1
1
1
t 1
1
Ф I
Ф 1
COL I .g
Р (»
Cd (л Д»
ox о о и (:
1006536
Составитель Г. Бахтинова
Редактор Н. Егорова Техред С.Мигунова Корректор Е. Рошко
Заказ 2057/44 Тираж 954 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Приведенные В таблице данные свидетельствуют о том, что жаростойкость и износостойкость при повыаенной тем-. пературе превышает в 3-3,5 раза полученную на сталях, обработанных из-.. вестным способом.
Предполагаемый экономический эффект от внедрения химико-термической обработки матриц, служащих для изготовления сложных профилей из алюминиевых сплавов, по сравнению с простым хромированием сплава ЗХ2В8Ф за счет повышения износостойкости и жаростойкости составляет 1000 руб. на тонну годных полуфабрикатов.