Состав для химико-термической обработки стальных изделий

Состав для химико-термической обработки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий окись хрома, окись кремния и окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава и микротвердости и износостойкости обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит порошок титана, парафин и фтористый литий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошок титана 18-24 Окись хрома28-32 Окись кремния7-10 Парафин1-3 g Фтористый литий 1-3 kn Окись алюминия , Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) .

3(51) С 23 С 9 02

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3385264/22-02 (22) 25.01.82 (46) 15 ° 10.83. Бюл. Р 38 (72) 10.Н.Пресман, Л.М.Двоскин, Л.Г.Соболев и Д.Н.Амелишко (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. С.М.Кирова (53) 621,785.51.06(088..8) (56) 1 ° Самсонов Г.В., Эпик A.Ï.

Тугоплавкие покрытия. М.,"Металлургия", 1973, с. 338.

2. Ляхович Л.С. и др. Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск, "Наука и техника", 1974, с.288, 196. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕС—

КОй ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ, содержащий окись хрома, окись кремния и окись алюминия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава и микротвердости и износостойкости обрабатывае)ых изделий, он дополни- тельно содержит порошок титана, парафин и фтористый литий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Порошок титана 18-24 .

Окись хрома 28-32

Окись кремния 7-10

Парафин 1-3

Фтористый литий . 13

Окись алюминия Остальное

1047993

Изобретение относится к металлур. гии, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов в порошковых насыщающих средах, а именно к диффузионному насыщению металлов и сплавов титаном, хромом и кремнием, и может быть использовано в машиностроительной, химической, деревообрабатывающей и других отраслях промышЛенности для повышения эксплуатационной стойкостй деталей машин и технологической оснастки.

Известно диффузионное насыщение поверхности стали хромом и кремнием из металлотермических смесей 1:1 следующего состава, мас. Ъ:

Порошок кремния 1,5-5,5

Порошок хрома 50-54

Улористый аммоний 1 5-2

Окись аммония ° Остальное

Применение порошков металлов или их ферросплавов в значительной степени затрудняет широкое использование данного процесса вследствие дефицитности и высокой стоимости порошков хрома и кремния, а также невозможности получения значительной толщины диффузионных покрытий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для химико-термической обработки метал-. лов и сплавов 2 ), .содержащий окись хрома, окись кремния, порошок алюми1 ния окись алюминия и вещество — активизатор - хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Окись кремния 7-10

Окись хиома 45-40

Алюминий 12-15

Хлористый аммоний 1-3

Окись алюминия 35-32

К недостаткам известного состава относят низкую насыщающую способ-, ность, невозможность получения на поверхности карбидных составляющих и неудовлетворительную износостойкость.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава и микротвердости и иэносостойкости обрабатываемых иэделий, Указанная цель достигается тем, что в состав для химико-термической обработки стальных иэделий, содержащий окись хрома, окись кремния

5 и окись алюминия,. дополнительно вводят порошок титана, парафин и фтористый литий при следукщем соотно шении компонентов, мас.Ъ:

Порошок титана 18-24

Окись хрома 28-32

10 Окись кремния 7-10

Парафин 1-3

Фтористый литий 1-3

Окись алюминия Остальное

Получение активных атомов хрома, 15 кремния и титана происходит в результате металлотермического восстановления окиси хрома и кремния титаном, который вводится в насыщающую смесь сверх стехиометрического

cooTнОшения.

Для вытеснения из рабочего пространства вредных газовых примесей в процессе насыщения в качестве веществ-геттеров используется порошок титана и парафин.

Окись хрома и окись кремния являются поставщиками активных атомов насыщающих элементов. Титан играет также роль восстановителя, фтористый литий — активизатор процесса, а окись алюминия — инертной добавки, предотвращающей спекание смеси.

Пример . При 950оС проводят насыщение из смеси состава, Ъ:

А1 0 38; Ti 16; Si0 8; Сг Оэ 32;

LiF 1, парафин 3. При насыщении в течение 4 ч на сталях 20,45, 48 получают диффузионные слои толщиной

100, 80, б0 мкм соответственно.

На стали 20 образуется двухфазный

4() слой — на поверхности образуется тонкая карбидная корочка высокой твердости, за которой следует твердый раствор Ni, Cr u Si в = Fe. Ha стали 45 и 48 образуются толстые кар". бидные слои, состоящие из карбидов

Ti Cr u Si с микротвердостью Н

2300-2500. За карбидным слоем следует слой, состоящий из упорядоченного твердого раствора (Ti, Cr u в а .- Ге с микоотвердостью

Н - 420-б00.

В.таблице приведены результаты испытаний.

1047993

\О Ф с (ô о с с е (O с с а

РЗ с (О (2((Ч с а й (01 (O, с с а. о «со с

° у

О 0 аан е о о о о о о (с((О л (л о о о о о о ((а (ь ь о

00 о р о а о (ч (Ч (4

1 I! вх

lo5xo

» О) I-(ко о г хвх с

oX

О31

I о о (ч о

% (Фл с

53х еох аe e>

Фх if

1

I н и и и

1.( и н и! I

I ((!

1 ах

1 ((! Х I ! йв 1

I I

1 Ч

I ( л

1 о4

1 I

Ll с х

Х н о

О ((!

О о

|х

1 (I

И 1

+ I х

I

1 — 4

1 (I o

1 с! 1

1 (1

1 — -4

I ! 1 .л 1

1 Ел I

I 1

1 3

I (I I

1 Ю I . 1

И (A о

1 й4 о

Р!

1

1

I !

l

1 !

1

I

I !

1

1

I е I

1 Х l

3 х а I

-! н

О1 о1е 1 х(о I

Л 1 Х

Х I „ Ь I ! v 1

C (I

3 I и 1

Яlml

I ХО)

1(0X

О1 п,00О

Х I ÞÇО

1<ХХ о ж а

e o н э

I 0l о

3 х к

Ц о (o а (ч с

«1 о о о о о о о о о а I(l (»

Р4 г ((л о. о о ю (л ф(%-(со о а

° Ф (Ч Ф о ( с с с

° Ф «Ф «Ф а а о о тл((л

Ръ с4 с с о а

° -(!

1

1 и (М I с

i(l (ll

I ь о о о

Ь ((l Ф Ю л а о о о

00 (e (С! I(l (е о а Xl

° и СЧ Ф ° Ф

1047993

Составитель Г. Бахтинова

Редактор И. Бандура Техред Т. Маточка Корректор А. Фере нц

Заказ 7870/30 Тираж 956 -Подписное

ЭИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Как видно нэ таблицы при равных температурных и временных условиях насыщения скорость роста диффузионного слоя в предлагаемом составе выше в 1,3-1,5 раза, микротвердость в 1,6-1,7 раза и износостойкость в 1,7-1,8 раза по сравнению с известным.

Использование в предлагаемом составе активных компонентов сверх приведенного состава резко ухудшает качество поверхности и увеличивает хрупкость поверхностного слоя.

Использование активных компонентов ниже приведенного предела резко снижает толщину диффузионного слоя.

Таким образом, насыщение мелаллов и сплавов в предлагаемом составе способствует получению, высокой износоустойчивости и микротвердости при значительно большей толщине диффузионного слоя.

Приведенный анализ показывает, что предложенный состав позволяет получить принципиально другой тип О диффузионного покрытия, его использование обеспечивает значительные преимущества как с технологической, так и с экономической точки зрения по сравнению с прототипом.