Способ комплексной химико-термической обработки стальных изделий

Способ комплексной химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

gag С 23 С 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

7 15

Хлористый калий

Хлористый аммоний

Окись алюминия

Остальное

С.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО ФИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН Й И ОТКРЫТИЙ (21) 3342552/22-02 (22) 23,09.81 (46) 23,04.83 бюл. N 15 (72) В.А. Генель, Н.А.- Савкина, П.Т. Горячев и Н.и. Алешин (71) Центральная научно-исследовательская.лаборатория полимерных контейнеров (53) 621.785.539:621.785.51.06(088.8) (56) 1. Патент Франции У 2401233, кл. С 23 C 9/00, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 3314111,. кл. С 23 С 9/02, 1981. (54)(57) СПОСО6 КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОЙ 06РА6ОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗ"

ДЕЛИЙ, включающий меднение при 1090„„SU„„1013512 A

1150 С в течение 15-20 мин в смеси, содержащей однохлорную медь и инерт-. ный наполнитель, и последующую диффузионную металлизацию, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения коррозионных свойств о6рабатываемых изделий, диффузионную металлизацию проводят при 600-900 С

O в смеси, содержащей цинк, двухлористое олово, хлористый аммоний, хлористый калий и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, вес. :

Цинк 35-50

Двухлористое олово 15-30

1 01 3. l 12

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке поверхности стали, в частности к нанесению на ее поверхность защитных диффузионных медно-оловянно- 5 цинковых покрытий.

Известен способ поверхностной обработки стали, заключающийся в том, что на поверхность наносится органический лак, содержащий порошкообразный цинк с добавкой олова. Возможна добавка алюминия. На 1 см поверхности должно приходиться 0,01 r порошка.

Затем изделие выдерживается при температуре 520-840 С в течение 1,5- 15

28 ч. В результате такой обработки поверхность приобретает повышенную износо- и коррозионностойкость 1 11.

Недостаток способа — необходимость использования чистого цинка и олова. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ комплексной химико-термической обработки покрытия, включающий меднение в смеси, 25 содержащей однохлорную медь и инертный наполнитель при температуре 1085-1150 С s течение 50-70 мин в смеси, состоящей иэ порошкообраэного алюминия, хлористого алюминия и инерт- 30 ного наполнителя 1 2).

Недостаток этого способа - недостаточная коррозионная стойкость обрабатываемых изделий.

Цель - повышение коррозионных свойств обрабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу комплексной химико-термической обработки стальных изделий, включающему меднение при 40

1090- 1150 С в течение 15-20 мин в смеси, содержащей однохлорную медь и инертный наполнитель и последующую диффузионную металлизацию, диффузионную металлизацию проводят при 600900ОС в .смеси, содержащей цинк, двухлористое олово, хлористый аммоний, хлористый калий и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Цинк 35-50

Двухлористое олово 15-30

Хлористый калий 7- 15

Хлористый аммоний 2-3

Окись алюминия Остальное

Насыщение медью проводят при 1090„55

1150 С в смеси, состоящей из 50-55/

СиС8 и 45-504 АЙ О . Смесь тщательно, геремешивают. Затем насыщенную смесь вместе со стальными образцами поме- . щают в керамическую или кварцевую лодочку. Установка, в которой проводят процесс, представляет собой трубчатый реактор из стали Х18Н10Т, гер-. метизированный с одной стороны и связанный с атмосферой через водяной затвор с другой. Нагрев осуществляют трубчатой печью, контроль температуры - термопарой с милливольтметром.

Перед нагревом лодочку вместе с насыщающей смесью и образцами помещают в зону нагрева реактора, После нагрева и изотермической выдержки в течение 15-20, мин, реактор извлекают из печи и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Затем из него извлекают образцы блестящего медного цвета.

Иеталлографический анализ показывает, что толщина медного покрытия составляет 15-25 мкм.

После насыщения образцов медью проводят процесс нанесения оловянноцинковых покрытий. В качестве оловосодержащего вещества применяют безводное двухлористое олово.

Оптимальный состав насыщающей смеси, вес.4:

Zn 35-50

SnCea 15 30

КСВ 7-15

ЦН4.се 2 3

АЕ О Остальное

Смесь тщательно перемешивают. Процесс нанесения оловянно-цинковых покрытий проводят аналогично описанному процессу иеднения. Технологические параметры этого процесса: нагрев до

600-900ОС, выдержка при этой температуре 1-5 ч.

П р ч м е р 1. Приготовляют исходную смесь состава, вес.i; СиСС 50;

АС О g 50,которую тщательно перемешивают. Полученную шихту вместе с образI цами из стали Ст.3 помещают в керамическую лодочку, которую устанавливают в стальной реактор с водным затвором, нагревают s печи до 1100 С и выдерживают при этой температуре 20 мин.

После отключения печи реактор охлаждают на воздухе до комнатной температуры и извлекают образцы.

Затем приготовляют смесь состава, вес.4: Zn 35; ЬпСР, 15; КСР 7; NH CB 2;

А8,203 41 и тщательно перемешивают.

После этого вместе с медненными образцами помещают в керамическую ло. 3 10135 дочку, которую также устанавливают в стальной реактор с водяным затвором и нагревают в печи до 600 С и выдерживают при этой температуре 2 ч.

После отключения печи реактор охлаждают на воздухе до комнатной температуры и извлекают образцы, которые имеют темно-серую поверхность.

Толщина покрытия 55 мкм, мйкротвердость 550 кгс/мм . . о

Пример 2..Составляют исходную смесь, содержащую, вес.3: СиСЕ

55; A0 +45 и исходную смесь,содержащую, вес.4: zn 40; snce 20; Ксе 10

)4Н1СЕ 2; А ЦО 28, которые тщательно is перемешивают. Нанесение медных покрытий проводят при 1120ОС, а оловянно-цинковых - при 700 С в течение

Состав насыщающих смесей, вес.>

Иикротвердость

8 середине покрытия,. кгс/мм ф

Пример

Толщина покрытия, мкм меднение, оловянно-цинковые покрытия

СосС 50;

АЕ о.,50

Zn 35; SnCR< 15; ксе 7; он СЕ 2;

АЕ20 41

550

CuCt 55;

А 2о 45

Zn 40; SnCe 20;

КСЕ 10; ИНЕСЕ 2;

АЕ О 28

Zn 45, Японо 25 ксе 12 5 мн4се 3

Ае о, 14,4

607

100

СиСЕ 55;

АЕ,ОЗ 45

570

120

Zn 50; SnCf 15; ксЕ 7 ин4СЕ 3;

АЕ 03 25

CuCf 55;

At + 45

600

120

СцСЕ 50, At<0> 50

zn 35 snce< 30; ксг 15; ин1сЕ 2,5

Ае о 17,5

550

Определение коррозионной стойкости стальных образцов с оловянно-цинко в вым покрытием, полученным по предла" гаемому способу и известному, проводят в 0,,01 И водном растворе серной кислоты.

Результаты определения коррозионной стойкости в 0,01 И растворе сер": ной кислоты приведены в табл. 2.

Покрытие осуществляют на образцах из стали Ст.3. Твердость их основы после химико-термической обработки составляет 115 кгс/мм .:

Для определения прочности сцепления покрытия со стальной основой покрытые образцы в виде .пластин перегибают несколько раз до разрушения.

Отслаивания покрытия не наблюдают.

12 4

4 ч. Остальные операции согласно примеру 1. Толщина покрытия 100 -мкм, микротвердость 607 кгс/мм .

Пример 3. Составляют-исходную смесь содержащую, вес.4: СаСВ 60;.

А9 0 40, и исходную смесь, содержащую, вес. : Zn 50; SnCe< 15; КС8 7; 8Н СЕ

3; АЕ О> 25, которые тщательно пере-мешивают. Нанесение медных покрытий проводят при 11500.С, а оловянно-цинковых — при 800 С в течение- 4 ч. Ос" тальные операции согласно примеру 1.

Толщина покрытия 140 мкм, микротвердость 600 кгс/мм ..

8 табл. 1 представлены значения толщины оловянно-цинковых покрытий при различных соотношениях, входящих в смесь компонентов. Таблица 1. б

Таблица 2

1013512 ?.

Потери веса, мг /мм

Время, сут. беэ покрытия с медно-оловянноцинковым покрытием с медно-алюминиевым покрытием

0,724

0,014

О, 018

0,028

0,032

0,042

0,056

0,072

7

Образец полностью разрушился

I подготовки поверхности перед химикотермической обработкой.

Предлагаемый способ комплексной обработки стальных изделий и состав для его реализации можно испольэовать для антикорроэионной защиты различных деталей приборов и оборудования, эксплуатируемых в химической, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства.

Из данных табл. 2 следует, что корроэионная стойкость образцов с медно-оловянно-цинковым покрытием в

1,5-2 раза выше, чем с медно-алюми25 ниевым покрытием и без покрытия.

Покрытие можно наносить как на наружную, так и на внутреннюю поверхность стальных изделий. Для его использования не требуется специальной

Составитель Л. 6урлинова

Редактор Н. Гунько Техред М.Тепер Корректор М. Демчик

Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Заказ 2947/36

4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,000

0,0019

0,0019

0,0056

0 0131

0,032

0,0357

1,35

1,88

2,46

-4,51