Состав для нитроцементации стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ ИИТРОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий Цианаты щелочных металлов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения насьвдакадей спрсобности состава, он дополнительно содержит карналлит при следукнцем соотношении компонентов , мас.%: Карналлит30-70 Цианаты щелочных металлов Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

369 С 23 С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧИРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м ДА ЩЦ >ß

1 Ч НА%

И ЬМ И(ЛЕМА (21) 3497952/22-02 (22} 11.10.82 .(46) 07.04.84. Бюл.Р 13 (72) В.Г.Артемчук и В.Н.Клюев (53) 621.785.51 ° 06(088.8) (56) 1..Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавоз..

М., 1965, с,136.

2. Авторское свидетельство СССР

Р .771187, кл. С 23 С 9/00, 1979..

3. Патент СССР 9 805954, кл. С 23 С 9/16, 1981.

„„SU„„„ßßÄÙ (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ИИТРОПЕИЕНТАЦИИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИИ, содержащий цианаты щелочных металлов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава, он дополнительно содержит карналлит при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Карналлит 30-70

Цианаты щелочных металлов Остальное

1084336

1600

1225

4g 2

50

625

225

45 5

100

Пример 1. Осуществляют хими- .

>:55 ко-термическую обработку в указанных в Табл.1 расплавах s течение 1 ч по режимам. укаэанным в табл.2.

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть использовано при изготовлении инструмента деталей машин, при-. боров, пресс-форм для литья, механизмов и других изделий, работающих в условиях трения.

Известен состав для нитроцементации, содержащий цианиды, цианаты и карбонаты щелочных металлов j1).

Однако указанный состав весьма токсичен из-эа высокого содержания цианидов.

Известен нетоксичный состав для нитроцементации остальных деталей, содержащий водный раствор полиакрил.амида. При нитроцементации в указанном составе изделия предварительно нагревают токами высокой частоты, а затем погружают в водный раствор полиакриламида и выдерживают в нем

1-5 мин 2 .

Такой процесс нитроцементации неэкономичен, так как требует использования дорогостоящей установки ТВЧ.

Кроме того, при погружении нагретых изделий в водный раствор полиакрил.амида возникают высокие термические напряжения, который могут привести к образованию трещин и короблению.

В указанном составе невозможно получить на поверхности изделий диффузионные слои значительной толщины изза кратковременности процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эфФекту является состав, содержащий, мас 5:

KCN0 б4, NaCNO 1б, К2СО> 1б, Na2CQ

4 (3).

Однако этот состав обладает окислительными свойствами и в процессе обработки на поверхности изделий образуется окисный слой, толщина которогО возрастает с увеличением выдержки. Окисный слой замедляет диффузию активных элементов, что снижает насыщающую способность состава, ухудшает товарный вид изделий и требуется дополнительная обработка изделий, назначение которой удаление с поверхности изделий образовавшегося налета, что удорожает процесс.

Цель изобретения — повышение насыщающей способности состава.

Поставлениая цель достигается тем что состав для нитроцементации стальных изделий, содержащий цианаты щелочного металла, дополнительно содержит карналлит при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Карналлит 30-70

Цианаты щелочных металлов Ос таль ное

Карналлит представляет собой кристаллический продукт белого цвета с сероватым и розоватым оттенком. Химическая формула карналлита КС1М6С1 6Н20

Температура плавления 265 С. Он не

5 ядовит и не вэрывоопасен как в исходном., так и в расплавленном состояниях.

Вводимый в состав для нитроцементации карналлит путем химического

10 взаимодействия растворяет оксидный слой, образующийся на поверхности изделий в процессе обработки, что приводит к повышению насыщающей способности всего состава.

В качестве цианатов щелочного металла используют цианат калия и цианат натрия.

Оптимальное содержание карналлита в расплаве установлено в пределах 30- 70 мас.Ъ Содержание карналлита менее 30 мас.% не целесообразно, так как состав обладает высокой активностью и на поверхности изделий образуется сажистый налет, а при содержании карналлита более 70 вес.% составА быстро истощается. Период полной дессоциации цианатов калия или натрия в зависимости от содержания карналлита в составе представлен в табл.1.

Таблица 1

99 Содержание карналли- Период полной пп та, мас,Ъ. диссоциации

35 цианатов, ч

П р и м е ч а н и е. Цианат калия или

50 цианат натрия остальное.

Зависимость толщины диффузионного

:слоя от температуры нитроцементации

6О и состава (материал -армко-железо) прй продолжительности нитроцементации 60 мин показана в табл.2.

1084336

Таблица 2 с I

3 Г

Состав расплава, мас.Ъ

Толщина слоя, мкм, при температурах

Качество поверхности изделий

1 I !

500 С. 540 С 480 С 620 С

KCNO-б4, NaCNO — 16, К2СО3 — 16, Na>CO> — 4

117

155 232 272 Сажистый налет.

Карналит-10

КСИΠ— остальное

123 . 162 241

284 То же

Карналит-30

KCN0 - остальное

137 182 273

322 Хорошее

Карналлит-50

KCN0 — остальное

134 178

315 То же

265

Карналлит-70, KCN0 - остальное

128 170

254 302

Карналлит-90

KCN0 — остальное

132

216 234

Карналлит-10

:ИаСИО - остальное

Карналлит-30

NaCN0 - остальное

158 238 280 Сажистый налет

125

320 Хорошее

175 269

136

Карналлит-50

NaCN0 - остальное

135 . 182

310 То же

263

Карналлит-70

ИаСИО

124 168

245 198

Карналлит-90

NaCN0 - остальное

210 231

95 128

Как видно иэ таблицы толщина диффузионного слоя в предлагаемом со- ставе приблизительно на 10-20-.5 выще, чем s известном.

Микротвердость диффузионного слоя после нитроцементации в известном и предложенных составах представлена в табл.3.

Таблица 3

Состав расплава, мас -1%

Микротвердость слоя, Ну кг/мм, при

Материал

KCNO 64, NaCNO 16

38ХМЮА

1280

45ХНМФА, RICO> 16, Na СО 4

1250

1265

1250 1190

Р6М5

100

Карналлит-30

1280 1140 1050

900

1260 1200 1080 940

1280 1250 1200 .985 цианат калия - остальное

Р6М5

38ХМЮА

4 5ХНМФА

500 С 540 С 580 С 620 С

1, 1200 1000 920

1180 1050 . 950

1084336

Продолжение табл. 3

Микротвердость слоя, Ну кг/мм, t при

Состав расплава, мас, 9

Материал

500 С 540 С 580 С 620 С

38ХМЮА

45ХНМФА

Карналлит-50

1200 1180 1020

1220 1200 1110

1280 1200 1195

894, .цн ан ат калия — остальное

950

P6Yi5

980

38ХМЮА

45ХНМФА

Кари алли т- 7 О, 1100 1080 990

1 цианат калия - остальное,1150 1100 980

1180 1160 1110

850

Карналлит-30 цианат натрия

38ХМЮА

45ХНМФА

1190 э 100 930

1200 1190 980

1200 1190 980

1180 1070 900

1190 1100 960

1200 остальное

P6N5

38ХМЮА

45ХНМФА

Карналлит-50 цианат натрия остальное

1270 1250 1190 960

Р6М5

1190 1100 980 820

Карналлит-70

38ХМЮА

45ХНМФА цианат натрия — остальное 1100 1080 950 840

1080 1080 960 900

П р и м е ч а н и е. П одолжительнусть нитроцементации составляет 6 ч.

Пример 2. Изделия из стали диффузионного слоя составляет 19 мкм, марки 45ХНМФА подвергают нитроцемен а поверхностная микротвердость тации в расплаве, исходный состав ко 1250 кг/мм . Окислов на поверхности торого содержит 70 мас.Ъкарналлита зенкеров не обнаружено. аc.> цианата натрия. Темпера- Таким образом, предложенный состав тура процесса составляет 500 С, а. и 30 ма . ц о 455 для нитроцементации изделий из с из стали продолжительность выдержки 6 ч. В и сплавов по сравнению с базовым обпроцессе нитроцементации расплав про- разцом, за который принят состав, дувается воздухом в количестве содержащий, Ъ е КСЕРО- — 64, NaCNO

250 л/ч. Толщина диффузионного слоя 16, К СΠ— 16;Na2CO>-4, позволяет составляет 133 мкм, а поверхностная 5О повысить насылающую способность сомикротвердость 1180 кг/мм . Окислов става в 1,5 раза и предотвратить на поверхности изделий не обнаруже- образование окисного слоя на поверхно. ности изделий, вследствие этого ЙоПример 3. Венкеры иэ стали вышается скорость формирования дифмарки Р6М5 пЬдвергают нитроцемента- 55 фузионного слоя и становится воэможции в расплаве, исходный состав ко- ным исключить дополнительную обработторого содержит 50 мас.Ъ карналлита ку, связанную с очисткой изделий пои 50 мас. .-,цианата калйя. Температу- сле нитроцементации. ра процесса 540 С, а продолжительность Испытания предложенного состава выдержки 10 мин. В процессе нитроце- ф показали, что скорость роста диффументации расплав продувается возду- зионного слоя в процессе нитроцеменхом в количестве 220 л/ч. Толщина тации хорошая.

ВНИИПИ Зажав 1931/21 Тираж 900 . Подписное

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