Паста для защиты изделий от цементации

Паста для защиты изделий от цементации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПАСТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ ОТ ЦЕМЕНТАЦИИ, содержащая каолин и жидкое стекло, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности зёодиты, она дополнительно содержит фритту, медный порошок, белую сажу и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: 28-30 Каолин 23-26 Фритта 5-7 Медный порошок Белая сажа 2-3 Двуокись кремния 3-4 Жидкое стекло Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,ЛК„1 1 4 А

3(50 С 23 С 11 10

, . ° - ", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

»» а.-. ..«л> -ъ»

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3479894/22-02 (22) 02.08 ° 82 (46) 15.08 84. Бюл. Р 30 (72) К.Д.Куртев, Ю.М.Трунин, В.А,Ворошилов, Г.И.Тихонов и О.Б.Панова (71) Проектно-конструкторское и технологическое бюро химического машиностроения (53) 621.785.51 ° 06 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ю 644Р70, кл. С 23 С 11/10, 1977

2.Авторское свидетельство СССР

9 722995, кл. С 23 С 9/00, 1978. (54) (57) ПАСТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИИ ОТ

ЦЕМЕНТАЦИИ, содержащая каолин и жидкое стекло, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности защиты, она дополнительно содержит фритту, медный порошок, белую сажу и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Каолин 28-30

Фритта 23-26

Медный порошок 5-7

Белая сажа 2-3

Двуокись кремния 3-4

Жидкое стекло Остальное

1108134

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов, а именно к методам защиты деталей при цементации, Известна антицементационная паста, содержащая каолин, окись меди, 5 силикат натрия, шлак и жидкое стекло (l f.

Однако эта паста не обладает достаточными защитными свойствами при цементации деталей в высокоактивном газовом карбюриэаторе.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является паста )2J для защиты от цементации, содержащая каолин и жид- 15 кое стекло при следующем соотношении компонентов, мас,Ъ: каолин 4-10; тальк 8-14; маршалит 2,5-4,0; бура обезвоженная 0,3-1,2; окись алюминия 0,2-0,8; жидкое стекло 80-85 (2j. 2О

При цементации в среде высокоактивных газовых карбюриэаторов, ког-, да насыщение углеродом не превышает концентрацию 1,0-1„5%, данная паста обеспечивает надежную.защиту поверхности деталей.от цементации.

Но при более интенсивном насыщении углеродом (до 4,0-4,5Ъ) происходит разрушение этой пасты и появляются значительные пробои.

Цель изобретения — повышение надежности защиты от цементации.

Поставленная цель достигается тем, что паста для защиты изделий от цементации, содержащая каолин и жидкое стекло, дополнительно содержит фритту, медный порошок, белую сажу и двуокись кремния при сле.дующем соотношении компонентов, мас,Ъ:

Каолин 28 0-30,0

Фритта 23 0-.26,0 ,Ыэдный порошок 5,0-.7,0

Белая сажа 2 0-.3,0

Двуокись кремния 3,0-.4,0

Жидкое стекло Осталь„ îå 45

Каолин — химически стойкое, огнеупорное соединение, способствукпцее созданию беспористой защитной пленки на поверхности детали, увеличива- 5О ющее теплостойкость пасты, является связующим компонентом пасты, однако при высоких температурах имеет склонность к образованию микротрещин.

Фритта — спекшаяся стекломасса, которая при высокой температуре превращается в стеклообраэную массу, способствуя тем самым созданию беспористого защитного слоя, закрывая те микротрещины, которые появляются у каолнна при высокой температуре.

Введение медного порошка обеспечивает за счет высокой теплопроводности меди равномерность прогрева пасты, нанесенной на деталь, тем самым уменьшая опасность трещинообразованйя и создания условия, препятствующего прохождению углерода к металлу.

Белая сажа имеет высокую проникающую способность, повышает укрывистость пасты, т.е. обладает хорошими смачивающими свойствами, обеспечивающими сплошность пбкрытия пастой поверхности деталей.

Двуокись кремния придает устойчивость пасте при высокой температуре. 3а счет эвтетики жидкого стекла (силиката натрия) с двуокисью кремния снижается температура стеклообразования пасты, т.е. двуокись кремния способствует увеличению стеклообраэования 1.асты на фоне жидкого стекла и обусловливает создание сплошной надежной изолирующей плен- ки.

Пасту готовят непосредственно перед обмазкой следующим образом.

Сухие компоненты: фритту, каолин, медный порошок, белую сажу, двуокись кремния смешивают, растворяют в жидком стекле в заданном соотношении и перемешивают до получения сметанообраэной массы. Полученную пасту наносят на сухую чистую поверхность детали беэ предварительной ее обработки. В зависимости от конфигура-.. ции детали нанесение пасты осуществляют с помощью кисти или путем окунания. Общая толщина двух .нанесен- . ных слоев не должна превьвтать .1,5 ..мм.

После нанесения первого слоя детали подвергают сушке под электрической лампой при 70-80 C в течение 90

120 мин. После окончания сушки сразу же наносят второй слой пасты, который просушивают в тех же режимах, что и.первый. ..Пример ы. Испытаниям были подвергнуты образщы, . изготовленные иэ стали 15, .цилиндрической формы диаметром 24 ю, длиной 60.мм, эацентрованные с двух сторон. Чистота обработки поверхности ф Было взято всего девять образцов, их разделили на три партии по три образца в каждой. Первая партия образцов подвергалась науглероживанию беэ применения пасты, вторая — с нанесением пасты, изготовленной по известному составу (прототипу), третья партия с нанесением предлагаемого состава.

Опробованные составы паст приведены в табл. 1.

1108134

Таблица 1

Содержание . компонентов, мас.В.Составы

I (известный) V/

Каолин марки (ГОСТ 21287-75) 7,0

26,0

28,0

29,0

32,0

30,0

Тальк молотый (ГОСТ 21234-75) 11,0

Маршалит (ГОСТ 9077-59) 3,2

Бура обезвоженная (ГОСТ 8429-77) 0,7

Окись алюминия (ГОСТ 8136-76) 0,5

Фритта марки

ЗВ-10 (ТУ-78-70) 20,0

25,0 26,0 28,0

23,0

Медный порошок

ПМС-2g (ГОСТ 4960-75) 3,0

5 0

6,0

7,0

9,0

Белая сажа 4-333 (ТУ-6-18-184-78) 1,0

2,0

2,0

3,0

5 0

Двуокись кремния (ГОСТ 9428-73) 110

3,0

3,0

4,0

6,0

Жидкое стекло (ГОСТ 4239-74) 77,6

49,0 39,0 35 0 30,0 20,0

Пасту состава 1 наносили в три и в два слоя. После нанесения каждого слоя проводили сушку в печи при

60оС 3 ч, С использованием антицементационной пасты составов f! — - Vi. наносилось два слоя при следующих режимах сушки: Й состав — температура 40 С в течение 40 мин; Гй состав — температура 50ОС в течение 120 мин;,1У сос- тав — температура 60 С в течение

100 мин; У состав — температура 80 С в течение 90 мин; Уi состав — температура 70 С в течение 60 мин.

ПослЕ нанесений йасты и ее сушки образцы подвергали цементации в высокоактивном газовом карбюризаторе при 1050ОС в течение 12 ч с насы-; щением углеродом до 4,0-4,5% (на незащищенных образцах) .

Затем все образцы были подвергнуты закалке с температуры 800 С s воду. Нагрев производили в печи Н-45, а образцы во избежание обеэуглево« живания укладывали на противни со смесью чугунной стружки и отработанного карбюризатора.

Исследование по обнаружению пробоев цементации на поверхности образцов произведено проверкой твердости всей их поверхности тарированным напильником. Участки, подозреваемые как твердые по напильнику, подвергались замеру твердости на приборе Роквелла двум шкалам .измерения твердости: по шкале HRC (алмазный конус и нагрузка 150 кг) и по шкале

55 HRB (стальной закаленный шарик диаметром 1/16 .и нагрузка 100 кг) .

Кроме того, закаленные образцы, защищенные от цементации различными составами паст, были подвергнуты ме60 ханической обработке на токарном станке .при частоте вращения

120 об/мин, глубине резания 0,25 мм и подаче 0,1 мм/об.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

1108134

Т а б л и ц а 2

Наличие пробоев по напильнику

Наличие пробоев по механической обработке

HRB вне пробоев

HRB на пробоях

Составы паст

84-86

Есть (в два слоя) (в три слоя) (в два слоя) то же есть

84-86

58 есть

84-86

84-86

84-86

84-86

84-86

50 есть

Нет нет нет! ° нет

Есть

° есть

Механообработке не подвергается

63-65

Есть кругом

Без покрытия

Составитель Т.Степанова

Редактор Л,Авраменко Техред И. Асталош Корректор А. Ильин

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5843/19

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из табл. 2, лучшие результаты по надежности защитной способности паст.от науглероживаиия при цементации. изделий в .высокоактивном карбюризаторе имеют пасты

6!, v и ч составов, когда твердость поверхностей, предохраненных защитйой пастой, находится в пределах 84-86 HRB, т.е..соответствует предъявляемым требованиям, а пробои цементации вообще отсутствуют.

Подтверждением этого вывода служит и поведение образцов при меха- 40 нической обработке на токарном станке: образцы, защищенные пастами пред. лагаемого состава, имеющими соотношение компонентов в предлагаемых пределах, обрабатывались спокойно по 45 всей поверхности, т.е. пробоев не было. Образцы же, защищенные пастами I, и,Ч составов, после цементации в высокоактивном карбюри заторе и эакалки при механической обработке имеют твердые места, на которых резец взвизгивает или ломается его режущая кромка. Твердые места (пятна) имеют характерный металлический блеск и выглядят заметными бугорками. Таким образом, защита пастами 1, и и Й составов оказалась ненадежной.

Таким образом, применение предлагаемой пасты обеспечивает 100% защиту от цементации в высокоактивном газовом карбюризаторе, обеспечивающем в незащищенных местах насыщение углеродом до 4,0-4,5а.

При этом имеет. место снижение трудоемкости обработки деталей и снижение брака эа счет создания стабильного, газонепроницаемого и легко удаляемого изолирующего слоя на защищаемой поверхности.