Состав для диффузионного хромирования стальных изделий

Состав для диффузионного хромирования стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, химической и других отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки. Целью изобретения является повышение насыщающей способности состава, повышение коррозионной стойкости и микротвердости изделий. Это достигается использованием состава для диффузионного хромирования, содержащего оксид хрома, порошки алюминия и меди, хлористый аммоний, при следующем соотношении компонентов, мас.% : порошок меди 20-30, порошок алюминия 15-17, хлористый аммоний 2-3, оксид хрома остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (П) (5D4 С 23 С 10 52

ЫИЮ".НЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241374/31-02 (22) 05.03.87 (46) 30.05.89. Бюл, ¹ 20 (71) Восточно-Сибирский технологический институт (72) Л.Г.Ворошнин, В.Б.Садыков, Н.В.Корнопольцев, Л.С.Ляхович, Ю.А.Шинкевич и В.М.Зайкина (53) 621.785.51.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 870488, кл. С 23 С 9/02, 1981. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов и может быть использовано в

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов, спла, вов и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, химической.и других областях промьппленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки.

Цель изобретения — увеличение толщины диффузионного слоя, повышение

его коррозионной стойкости и микротверпости, Согласно предлагаемому способу состав для диффузионного хромирования стальных изделий включает оксид хрома, порошок алюминия, порошок меди, хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас,Ж:

Порошок меди 20-30

Порошок алюминия 15-17

2 машиностроительной, приборостроительной, химической и других отраслях промышленности для повышения эксплуатационной стойкости деталей машин и технологической оснастки. Цель изобретения — повышение насыщающей способности состава, повышение коррозионной стойкости и микротвердости изделий. Это достигается использованием состава для диффузионного хромирования, содержащего оксид хро" ма, порошки алюминия, меди, хлористый аммоний, при следующем соотношении компонентов, мас.Е: порошок меди 20-30, порошок алюминия 15-17; хлористый аммоний 2-3, оксид хрома остальное. 2 табл.

Хлористый аммоний 2-3

Оксид хрома Остальное

Порошок меди, введенный в количестве 20-30 мас.% в состав для хромирования, при восстановлении алюминием оксида хрома вступает во взаимодействие с восстановленным хромом с образованием сплава.

При насыщении стальных изделий иэ порошковой смеси предлагаемого состава медь вытесняет атомы хрома из сплава, тем самым способствует формированию бездефектного диффузионного слоя, повышает коррозионную стойкость, толщину и микротвердость слоя.

Кроме того, введение порошка меди в количестве 20-30 мас.Е обеспечивает технологичность хромирующего состава и максимальную скорость хромирования.

1482977

Хлористый аммоний в предлагаемом составе используется как активатор.

Оксид хрома в предлагаемом составе — стандартный порошок (ГОСТ 29 125

73), порошок меди — стандартный (ГОСТ 4960-75) порошок алюминия— стандартный (ГОСТ 6058-73), активатор — по ГОСТ 3773-72.

Для выбора оптимального количества вносимого компонента порошка меди приготовлены смеси из компонентов, содержащих каждая, мас. ; алюминий

16 хлористый аммоний 1,5 (как в прототипе), отличающиеся друг, от друга 15 содержанием меди, равным в каждой смеси, мас. : 15; 20; 25; 30 . 35, а также содержанием оксида хрома, составляющим дополнительную до 100 часть в каждой смеси. 20

Процесс диффузионного насьпцения осуществляют при 920-950 С в течение

4 ч в контейнерах с плавким затвором.

Данные по влиянию количества меди в порошковой смеси на толщину диффу- 25 зионного слоя, микротвердость, коррозионную стойкость представлены в табл.1.

Как следует из табл. 1 изменение содержания порошка меди от 20 — 30

30 мас.Х оказывает существенное влияние на толщину, микротвердость, коррозионную. стойкость хромирующего покрытия.

Содержание порошка меди в смеси более 30 мас. после процесса насыщения приводит к резкому снижению плотности и толщины диффузионного слоя образцов и снижению коррозионной

-3 г стойкости до 5, 2 ° 10 — б, 1 ° 10 г/мм ч 40 и микротвердости до 10300-12900 МПа, а толщина слоя составляет 18-29 мкм.

При содержании порошка меди в смеси менее 20 мас. . наблюдается уменьшение толщины диффузионного слоя, 45 при этом коррозионная стойкость пада ет до 2,5 10 — 3,10 ° 10 З г/мм .ч и микротвердость снижается до 1150013400 MIIa.

При содержании порошка меди в сме- 5 си 20-30 мас.7. диффузионный слой имеет достаточную толщину, коррозионную

„.тойкость, микротвердость.

Таким образом, наилучшими показателями обладают составы 2 — 4 (табл. 1), включающие, мас. :

Порошок меди 20-30

Порошок алюминия 15-17

Хлористый аммоний 1-2

Оксид хрома Остальное

Далее восстановленную смесь просеивают через сито и смешивают с активатором в конусном смесителе в течение 10-15 мин.

Герметизацию контейнера осуществляют борным ангидридом с измельченным стеклом, которые в процессе нагрева контейнера образуют плавкий затвор.

Процесс насьпцения проводят при

930+20 С в течение 4 ч.

Пример 1. Готовят смешиванием смесь для насыщения, содержащую, мас. :

Порошок меди 20

Порошок алюминия 15

Хлористый аммоний 2

Оксид хрома 63

Смесь предварительно восстанавлио вают в контейнере при 900 С. При этом порошок алюминия восстанавливает оксид хрома до чистого хрома, Восстановленный хром вступает до взаимодействие с медью с образованием химического соединения. Кроме того, порошок меди играет роль инертной добавки, снижающей конечную температуру восстановления оксида хрома. Охлаждают контейнер до комнатной температуры и используют готовую. смесь для насьпцения с добавлением 17 хлористого аммония.

Приготовленные образцы из сталей

45, У10 и ХВГ упаковывают в контейнер и засыпают приготовленной смесью.

Наводят плавкий затвор и помещают

D контейнер в печь, нагретую до 930 С, выдерживают в течение 4 ч. Затем контейнер извлекают из печи, охлаждают до комнатной температуры и распаковывают.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, при этом насыщающий состав имеет следующее содержание компонентов, мас.7:

Порошок меди 25

Порошок алюминия 16

Хлористый аммоний 2,5

Оксид хрома 56,5

Процесс хромирования проводят при

940 С в течение 4 ч. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Испытания полученных образцов по примерам 1 и 2 и прототипа проводи2977

Табдлц ° 1 вркавиа комоокавтов, нас.2

Состав .с»вси

Рак рпвтаты лспа акай

Пороюк

° л>лаФ

sss ротвардоств > tttta

Тадлкка днффуало !

toto сдоа> мк» орлст и ol>

Hstt

Ст45 710 338 Г Ст45 У10

2,5 .2,9 3,1 1

l 2 . 10 18

04 08 08

0,2 0 5 0,6

5 2 5,6 6 1

1$ 16

20 16

25 16

30 t6

35 16

1,5

1,5

1,5

l>5

1>$

t 500 12800 13400

1 7800 19500 22000

19800 22100 24300

19800 22900 25900

10300 11800 12900

67,5 2$

62,5 42

57,5, 54

52,5 60

47,5 29

15 10

33 25

46 40

54 42

21 18

Таблица 2

Состав смеси Микротвердость, МПа Толщина диффузиПотеря массообразцов, 10 г/мм . ч онного слоя, мкм

СТ45

У10

ХВГ

СТ45 У10 ХВГ

СТ45 У10 ХВГ

По примеру

По прототипу

10100

19500 22000 42 31 25 1,2 1,0 1,8

22100 24300 54 46 40 0,4 0,8 0,8.

1500 15900 12 25 20 i 8 1,4 2,3

Составитель И.Петров

Техред Л.Сердюкова Корректор С>Шекмар.Редактор M.Ïåòðîâà

Тираж 941

Заказ 2787/22

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 148 лись в 107.-ном растворе азотной кис-. е лоты при температуре раствора 70 С.

Скорость коррозии оценивали по потере массы образцов.

Взвешивание проводили на весах

"MECHA NIKIZAKTAPY PRECYUWET" с точностью до 0,001 г.

Микротвердость определялась на микротвердомере IIMT-3, толщина диффузионного слоя — на металлографическом микроскопе "Неофот-21".

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл.2.

Таким образом, использование предлагаемых составов (примеры 1 и42 табл.2) позволяет повысить корроэионную стойкость в 1,3-5 раз, толщину диффузионного слоя в 1,7-2,8 раза и микротвердость в 1,3-1,4 раза.

Кроме того, понижение температуры процесса насьпцения до 930*20 С дает возможность использования стандартных электрических печей.

Формула и з обретения

Состав для диффузионного хромиро- вания стальнь3х изделий, включающий оксид хрома, порошок алюминия, поро10 шок меди, хлористый аммоний3 о т л Ич а ю шийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава, повьппения корроэионной стойкости изделий и микротвердости, он со15 держит компоненты в следующем соот- . ношении, мас.Х:

Порошок меди 20-30

Порошок алюминия 15-17

Хлористый аммоний 2-3

20 Оксид хрома Остальное