Способ местной защиты стальных деталей при химико- термической обработке

Способ местной защиты стальных деталей при химико- термической обработке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (191 (111 (Я) С 23 С 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHOhhY СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ никеля или меди, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности покрытия при химико-термической обработке в хлорсодержащих средах, покрытие никелем или медью осуществляют в два слоя, между которыми наносят промежуточный слой металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры химико-термической обработки.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что для нанесения промежуточного слоя используют олово. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3409299/22-02 (22) 17.03.82 (46) 15 09 83. Бюл. Р 34 (72) И.М.Гольдберг, М.У .Клоц и Г.Н.Полетов

1. (53) 621.785.535(088.8) (56) 1. Производственная инструкция

BHAN IIH 1.2.052.78, с ° 6, и. 3.6.

2. Патент Великобритании

9 1126061, кл. С 7 U 1966. (54) (57) 1. СПОСОБ МЕСТНОЙ ЗА(((ИТЫ

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ХИМИКО-ТЕРМННЕС-.

КОЙ ОБРАБОТКЕ, включающий нанесение

3 ф,,-,(,, . %.

i « +@, g 1Я/ ф (1041601

Изобретение относится к химико- термической обработке.

Известен способ, согласно которому для защиты от азотирования коррозионно-стойких сталей применяется гальваническое никелирование (толщина покрытия 21-30 мкм) (1) .

Недостатком известного способа является era ненадежность, особенно при азотировании деталей сложной конфигурации с применением хлорист- 10 того аммония для активизации процесса азотирования. Пробои азотирования по никелевому покрытию приводят к поломке. инструмента при последующей механической обработке, искажению 15 размеров готовой детали, частым случаям окончательного брака. Из-эа ненадежности покрытия приходится увеличивать припуски под последующую обработку, .:вводить съем металла 20 шлифовальной машиной, что помимо усложения мехобработки также,ччсто приводит к окончательному браку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, согласно которому на поверхность детали, не подлежащей азотированию, наносят покрытие из олова,. меди или никеля или же краску иэ оловянного порошка, после чего производят аэотирование при 480-600сC )2).З

Недостатком известного способа является то, что при аэотировании с применением хлористого аммония образуется летучее соединение Ьи СЦ, поэтому защитa оловом не может быть использована при азотировании корроэионностойких сталей, так как они азоти.руются только с применением хлористого аммония.

Защитное покрытие из меди обладает40 теми же недостатками, что и покрытие из никеля, т.е. ненадежно при азотировании деталей сложной койфигурации с применением хлористого аммония для активизации процесса азотирования. 45

Целью изобретения является повышение надежности покрытия при химико-термической обработке в хлорсодержащих средах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу местной защиты стальных деталей при химико-термической .обработке, включающему нанесение никеля или меди, покрытие никелем или медью осуществляют в два слоя, между которыми наносят промежу-55 точный слой металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры химико-термической обработки.

При этом в качестве промежуточ- 60

;ного слоя, используют олово.

Пример. На защищаемую пОверхность наносится гальванический слой никеля толщиной 6-9 мкм,затем на слой никеля .наносится гальванический слой;65 олова толщиной 1-3 мкм, после чего снова наносится слой никеля толщиной 6-9 мкм.

Осаждение никеля производится в стандартном электррлите состава, Г/л:

Сернокислый никель 140-200

Сернокислый натрий 50-100

Барная кислота 20-30

Хлористый натрий 5-10

Сернокислый магний 10-30

Температура электролита 18-25 С. рН 5,2-5,8. Плотность тока g,51,0 A/дм .

Осаждение олова. производится в стандартном электролите состава, г/л:

Двухлористое олово 30-50

Фтористый натрий, 30-70

Соляная кислота (плотность 1,19) 2-4

Желатин 1-2

Температура электролита 18-25 С.

О

Плотность тока 0,5-1,0 A/äì .

Механизм защитного действия пред. лагаемого покрытия никель-олово-никель заключается в том, что при подъеме температуры в печи до требуемых 480-620 С олово расплавляется (температура плавления 232 С),заполняя поры нижнего подслоя никеля и образуя с ним сплав и химическое соединение типа N i > 5 п, в результате чего создается плотный защитный слой.

Верхний слой никеля предохраняет олово от воздействия хлористого аммония, предотвращая улетучивание олова в виде Sh CCg

Предлагаемый способ был проверен на специальных образцах из различных марок сталей (крррозионностойких типа 15Х, 13Х11Н2В2МФ, 513Л, конструкционных типа 38X2MOA), а также на опытных партиях деталей основного производства. На образцах и деталях при азотировании с применением хлористого аммония не наблюдалось ни одного случая пробоев азотирова ния, что подтверждено как металлографическим анализом, так и при последующей механической обработке резанием.

Предлагаеьый способ. надежно . защищает нужные поверхности стальных деталей от азотирования при применении хлористого аммония, упрощая технологический процесс, исключая случаи брака и поломки инструмента.

Композицибнное защитное покрытие прошло промышленное опробование на образцах и деталях в качестве местной защиты деталей из стали типа

ЗИ961 от прббОев при азотировании в среде диссоциированного аммиака в

1041601

3 присутствии хлористого аммония. Режим аэотирования: температура 600ОС," время 24 ч; глубина слоя 0,26-0,30мм, твердость по Виккерсу (НЧ) 750-800 степень диссоциации аммиака 35-50% расход аммиака 3-5 л/ч на 1 л объема, расход хлористого аммония 100-150 r

„ на 1 м объема муфеля.

Результаты проверки защитных свойств различных покрытий и комбинированного покрытия при постоянном режиме азотирования приведены в таблице. Металлографический анализ производился на шлифах, вырезанных иэ деталей и на контрольных образцах из стали ЭИ961.

Защитное, гальваническое покрытие

Результаты механических испыта ний

Дефекты поверхности после азотирования

Толщина покрытия, мкм

Детали

НЧ слой азот., мм 0,3 800

O 0,26 700

А1-А5

511-В15

Сплошные пробои

Сплошные пробои

9-12

Олово

30-40

С16-С20 Медь

0,2 . 700

0,1-0,2 600

20-30

Д25-ДЗО Никель

Частичное аэотированне поверхности

СВ31"СВ37 Медь-Олово-Медь (9" 15 ) .. -(2-3)

-(12-18) 300 Пробоев нет

ДВ40-ДВ46 НикельОловоНикель (9-15)

-(2-3)

- (9-15) 400

Пробоев нет

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

Предлагаемый способ защиты сталь-, аэотирования и цементации последоных деталей пригоден и для других, . нательным нанесением гальванического кроме азожирования, видов химико- . слоя меди толщиной 6-9 мкм, гальватермической обработки. Например, 4Q нического слоя олова толщиной предлагаемый способ был проверен на 1-3 мкм, гальванического слоя меди специальных образцах иэ стали марки толщиной 9-12 мкм. Как при цемента12Х2Н4А применительно к цементации ции, так и при азотировании с и дал также положительные результа- .применением хлористого аммония, ты. Получающие надежной защиты сталь-. 45 защитный слой медь-олово-медь поканых деталей при цементации очень : зал такую же высокую эффективность актуально, так как применение для, ":"- и надежность, как и защитный слой этих целей гальванического омедне-. . никель-олово-никель. ния .также является ненадежным, Предлагаемый способ местной особенно при -обработке деталей слоа- защиты стальных деталей при химиконой конфигурации. ;термической обработке прост и не

Кроме защиты стальных деталей :требует дополнительного оборудовапри химико-термической обработке ния. последовательным, нанесением системы Экономический эффект от внедреникель-олово-никель, была проверена ния предлагаемого способа составит на специальных образах защита от . >> .17 тыс.руб. в год.

Составитель И. Никишкина

Редактор Т. Колб Техред -И.Гниду Корректор А, Дэятко

Ю Oi

Заказ 7071/28 Тираж 956, .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5