Состав для диффузионного цинкования стальных деталей

Состав для диффузионного цинкования стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ЦИНКОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержащий окись алюминия, цинк, хлористый аммоний и алюминий, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и увеличения коррозионной стойкости обрабатываемых деталей, он дополнительно содержит сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цинк30-40 Хлористый аммоний 1-3 Алюминий 10-12 Сульфосалициловая кислота2-3 Окись алюминия Остальное W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) (; 23 С 10/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 i ) 3607867/22-02 (22) 21.07.83 (46) 07,02.85. Бюл. ¹ 5 (72) IO.А.Агарев и Н.А.1(удрейко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. M.М.Федорова (53) 621.785.51.06(088.8) (56) 1. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов.

М., "Машиностроение", 1965.

2. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Под ред. А.С.Ляховича. M., "Металлургия", 1981.

3. Авторское свидетельство СССР № 855067, кл. С 23 С 9/02, 1979.

„,SUÄÄ 1138430 А (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФЬЗИОННОГО

ЦИНКОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержащий окись алюминия, цинк, хлористый аммоний и алюминий, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и увеличения коррозионной стойкости обрабатываемых деталей, он дополнительно содержит сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Цинк 30-40

Хлористый аммоний 1-3

Алюминий 10-12

Сульфосалициловая кислота 2-3

Окись алюминия Остальное

38430

Основным недостатком является невысокая насыщающая способность известного состава и узкий рабочий интервал температур.

Целью изобретения является интенсификация процесса насыщения и увеличение коррозионной стойкости обрабатываемых деталей.

Поставленная цель достигается тем, 10 что состав для диффузионного цинкования стальных деталей, содержащий окись алюминия, цинк, хлористый аммоний и алюминий, дополнительно содержит сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. : .Цинк 30-40

Хлористый аммоний 1-3

Алюминий 10-12

Сульфосалициловая кислота 2-3

Окись алюминия Остальное Интенсификация процесса диффузионного насыщения достигается за счет

25 возможности увеличения температуры до 700 С и введения сульфосалициловой кислоты, которая активирует атомы цинка и способствует увеличению насыщающей способности смеси.

Замена серы известного состава на сульфосалициловую кислоту в предлагаемом составе интенсифицирует процесс диффузионного насыщения на

20-25% при температуре насыщения

400 С. При увеличении температуры насьпцения скорость процесса увеличивается до 30 по сравнению с известным составом.

40

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для диффузионного цинкования алюминия и его сплавов, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. :

Цинк 20-30

Алюминий 20-30

Окись алюминия 45-4 8

Хлористый аммоний 1-3

Сера 1-2 55

Известный состав может быть ис-, пользован для диффузионного цинкования иэделий иэ углеродистой стали (3).

1 11

Изобретение относится к металлур гии, а именно к химико-термической обработке стали, в частности к процессу диффузионного порошкового цинкования, и может применяться в различных отраслях промышленности.

Известен состав для диффузионногс цинкования деталей из углеродистой ,стали в порошкообразной смеси, состоящей из 75% цинка и 25 . кварцевого песка. Процесс диффузионного насыщения поверхности деталей осуществляют при температуре 380 С P1), Недостатком этого. состава является низкая производительность. Глубина диффузионного слоя при двухчасовой выдержке составляет всего около

24 мкм. Интенсификация процесса осаждения за счет увеличения температуры не приводит к положительным результатам, так как покрытие теряет упругие свойства, становится хрупким и коррозионная стойкость его снижается.

Известен также состав для диффуэионпого цинкования, состоящий из цинкового порошка (до 75 ) или цинковой пыли (пульсеры), инертного наполцителя в виде окиси алюминия (до 23%)„ а в качестве активатора используется хлористый аммоний в количестве до 2 . к общему объему получаемой смеси. Процесс цинкования в этом случае проводят в интервале температур 300-400 С. Наличие инертного наполнителя позволяет увеличить о температуру цинкования до 540 С. Толщину диффузионного слоя при температуре 400 С и выдержке 2 ч получают до 64 мкм (23.

Покрытие имеет удовлетворительное качество поверхности, но массовый показатель скорости коррозии невысокий.

При увеличении содержания алюминия в предлагаемом составе > 12 значительно снижается скорость нанесения диффузионного цинкового покрытия.

Порошковые составы, имеющие граничные концентрации компонентов, и концентрации, выходящие за граничные пределы, приведены в таблице.

При 400 С эа время выдержки 2 ч при содержании алюминия в порошковой смеси 13 . толщина диффузионного слоя составляет 70 мкм, а при 14 AF толщина диффузионного слоя составляет уже 66 мкм. При содержании алюминия в предлагаемом порошковом составе (10 не достигается эффект коррозионной стойкости получаемого покрытия в шахтной воде по сравнению с покрытием, полученным иэ известного состава. Так, при 8 содержания алюминия

1138430 в предлагаемом составе глубинный показатель коррозии составляет 1,76 > 10 эмм/год, а в известном составе

1,8-10 эмм/год.

При умеиыаении концентрации сульфосалициловой кислоты в предлагаемом составе до 1-1,5Х не достигается эффект интенсификации. Как видно из таблицы, из предлагаемого порошкового состава при концентрации сульфо- 10 салициловой кислоты 1,5Х и температуре 400ОС при выдержке 2 ч толщина диффузионного слоя получается 66 мкм, а из известного порошкового состава при тех же условиях 64 мкм. 15.

При увеличении концентрации сульфосалнциловой кислоты до 4Х на поверхности покрытия появляются черные пятна,. т.е. получают покрытие с дефектами (брак) .

В порошковой смеси цинковый и алюминиевый порошкй являются металлическими составляющими, которые образуют диффузионный слой покрытия; хлористый аммоний и сульфосалициловая кис- 25 лота являются активаторами процесса, которые интенсифицируют процесс образования покрытия; окись алюминия явЛяется инертным порошком, предотвращающим спекание металлических порош 0 ков.

Сульфосалициловая кислота имеет химическую формулу С Н О .S 2Н О, структурную ОН

000н

503Н

Выпускается она по ГОСТУ 4478-68 в виде кристаллического порошка для 40 промышленного использования.

Все компоненты насыщающей смеси находятся в порошкообразном состоянии. Процесс насьпцения проводится в металлических контейнерах при 350- 45

700 С.

Предлагаемый состав используют следующим образом.

Компоненты смеси просушивают при

150-200 С в течение 1 5-2 ч и смеши- S0 вают в необходимой пропорции. Детали из углеродистой, стали укладывают в специальном контейнере с плавким затвором в известной последовательности. Контейнер герметиэируют и загружают в печь с заданной температурой в интервале 350 — 700 С. После выдержки контейнер выгружают из печи, охлаждают до температуры окружающей среды и распаковывают в обычной последовательности.

Для диффузионного цинкования в соответствии с указанной технологией используют смеси девяти различных составов, приведенных в таблице. Покрытие, полученное и предлагаемом составе, обладает высокой корроэионной стойкостью. Поверхность покрытия получается гладкой, мелкозернистой и однотонной, с равномерным распределением цинка по всей поверхности и беэ наплывов. В таблице приведены также результаты испытаний по определению корроэионной стойкости и интенсивности насьпцення покрытий.

Полученные результаты испытаний свидетельствуют об увеличении насыщающей способности смеси при введении в ее состав определенного количества сульфосалициловой кислоты.

Скорость диффузионного цинкования в предлагаемом составе, например, при 400 С возрастает по отношению к известному на 20-25Х. Учитывая возможность увеличения температуры . за .счет введения в состав смеси алюминия и его окиси можно интенснфицировать процесс насьпцения до 23Х.

Достаточная термостойкость предлагаемого состава позволяет проводить высокотемпературный процесс диффузионного ускоренного насыщения цинком, не ухудшая качества покрытия.

Корроэионная стойкость при испытаниях образцов, прошедших диффузионное насыщение в предлагаемом сос- таве в агрессивной шахтной воде, выше в 2-6 раз по отношению к извест ному составу при оценке по массовому показателю.

1138430 жео сО с0 Р«еъ

Во оо

CV О О

00 с1 л л л л л

О О

Р1 л С4

И CV (3 л л л

О О О

00 сч л

О с cv cv cv с cv c4 с4 сч у о

1

О. О О О О О О О О

О О О О О О О О О

3 Ф 1

О х

И И И л л л

1 t4 cv сч с с ) Ръ

1 M ! с

) й

I О сч I 1 1

1 1 1 1 сл

Ul л л ch сч О и сч с 1

И И И л л л

Р ) CV ° C4 Yl Yl С"1 сЧ с Ъ!

01, 0,д

О 00 О СЧ С") с ) Ъ Ч ° С °

1 3

tO

О

О

U сЧ с Ъ ;с И О о

0! 14 л сс! s4 6 о 5 оо

Е С4

5 с

0! 2 5

53м

m O

8 5! о

° «ф

-1 v х 1 е

Ф 1 И

И О Л О сс) 00 сЧ с«! я с«) л л л л л л

° О О О О О

И И 00 В О О л t r r o

О О И О О О

Ръ с 1 с«ъ Ф

О О

1

Л 00 1

1