Состав карбюризатора для цементации

Состав карбюризатора для цементации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к составам для цементации в твердых карбюризаторах. Цель изобретения - повышение насыщающей способности карбюризатора и улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном. Состав содержит, мас.%: гипофосфит кальция 8-12

углекислый кальций 1-3

углекислый барий 6-10

роданистый марганец 0,8-2,4

гашеная известь 12-16

древесный уголь остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цд4 С 23 С 8/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2С+ О = 2 СО.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4393395/31-02 (22) 15.03.88 (46) 15.10.89. Бюп. И 38 (71) Краматорский индустриальный институт (72) А.В. Дубинин, И.П. Катасонов, А.В. Грановский и Н.А. Антонов (53) 621.785.52 (088.8) (56) Зуев В.M. Термическая обработza металлов. M. Высшая школа, 1981, с. 102. (54) СОСТАВ КАРВЮРИЗАТОРА ДЛЯ ЦЕ-МЕНТАЦИИ

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов; в частности к составам для цементации в твердых карбюризаторах.

Целью изобретения является повышение насыщающей способности карбюриз атора, улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном.

Карбюризатор, содержащий древесный уголь, углекислый кальций, углекислый барий, дополнительно содержит гипофосфит кальция, роданистый марганец, гашеную известь при следу-. ющем содержании компонентов, мас.%:Гипофосфит кальция 8-12

Углекислый кальций 1-3

Углекислый барий 6-10

Роданистый марганец 0,8-2,4

Гашеная известь 12-16

Древесный уголь Остальное

„„Я0„„1514825 А1

? (57) Изобретение относится к химико. термической обработке, в частности . к составам для цементации в твердых карбюризаторах. Цель изобретения-повышенне насыщающей способности карбюризатора и улучшение сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном. Состав содержит, мас.%: гипофосфит кальция 8-12 углекислый кальций 1-3 углекислый барий 6-10; роданистый марганец 0,8-2,4 гашеная известь 12-16, древесный уголь остальное. 2 табл.

В предлагаемом составе гашеная известь применяется для ускорения процесса насыщения поверхности жере беек; гипофосфит кальция применяется для снижения температуры плавления поверхности обрабатываемых жеребеек; роданистый марганец применяется с целью улучшения сплавляе-, мости обработанной жеребейки с чугуном.

Древесный уголь является основным источником углерода в составе карбюризатора. Древесный уголь окисляется воздухом, находящимся в порах между частицами карбюризатора:

Окись углерода на поверхности обрабатываемой детали окисляется до углекислого газа, при этом выделяется атомарный углерод

2СО = СО + С.1,514825

Атомарный углерод диффундирует в поверхность жеребейки насыщения ее углеродом.

Углекислый кальций препятствует спеканию карбюризатора, повышает его активность.

Углекислый барий при нагреве выделяет углекислый гаэ, который восстанавливается древесным углем до 10 окиси углерода, способствует переносу углерода на обрабатываемую поверхность.

При содержании углекислого кальция менее 1 не достигается нужный 15 эффект, при содержании углекислого кальция ниболее 3% дальнейшего улучшения свойств карбюризатора не наб>людается. При содержании углекислого бария менее б не достигается 20 желаемый эффект, при содержании углекислого бария более 10Х увеличивается токсичность карбюриэатора без дальнейшего улучшения технологических свойств.

Гипофосфит кальция служит источником фосфора в карбюризаторе. фосфор BoccTBHGBJIHHGeT(древесным углем из гипофосфита кальция до элементарного, причем в момент выделения находится в наиболее активном атомарном виде. Фосфор диффундирует в поверхность жеребейки, где входит в состав эвтектик с железом, мар— ганцем. Эвтектики фосфора легкоплав- 35 .ки, жидкотекучи, обладают самофлюсующими свойствами и поэтому облегчают смачивание жидким чугуном поверхности жеребеек. При содержании гипофос— фита кальция менее 8 желаемый зф- 40 фект не достигается, при содержании гипофосфита кальция б>олее 12 ухудшается качество поверхности обработанной жеребейки.

Гашеная известь является источни- 45 ком водорода, Гашеная известь распадается при нагреве

q с

Са(ОН) CaO + Н О, Образующиеся пары воды реагируют с углеродом:

НО+1 2H+CO.

Водород, выделян>щийся в атомар55 ной форме, реагирует с углеродом, при этом образуются углеводородные соединения, которые являются более эффективным звеном„ передающим углерод к обрабатываемой поверхности, чем окись углерода, Кроме того, водород вступает в реакцию с фосфором и серой и также способствуют их переносу на обрабатываемую поверхность жеребейки. Образующаяся окись кальция препятствует спеканию карбюризатора, При содержании гашеной извести менее 12Х ее влияние оказывается недостаточным, при содержании гашеной извести более 1бХ дальнейшего улучшения свойств карбюризатора не происходит.

Роданистый марганец служит дополнительным источником углерода, а также источником марганца, серы и азота в карбюризаторе.

При распаде роданистого марганца выделяется марганец, проникающий в глубь обрабатываемой поверхности.

Марганец, имея сродство к кислороду большее, чем железо, при заливке жеребейки жидким чугуном восстанавливает окислы железа, образуя легкоплавкие окислы марганца, всплывающие на поверхность чугуна; марганец снижает кипение металла за счет образования окиси углерода, так как вместо газообразной окиси углерода образуются при заливке окислы марган-. ца, находящиеся в жидком состоянии.

Тем самым роданистый марганец способ" ствует герметичности отливки вместе постановки жеребейки. Кроме того, марганец образует легкоплавкие эвтектики с серой и фосфором, улучшая тем самым процесс смачивания поверх» ности жеребейки жидким чугуном. Роданистый марганец является также источником серы. Сера, насыщая поверхность обрабатываемой жеребейки, совместно с фосфором понижает температу- ру ее плавления, способствуя улучшению смачиваемости поверхности жеребейки жидким чугуном. Кроме того, роданистый марганец служит источником азота, насыщающего поверхность жеребейки, что препятствует отбелу чугуна по линии сплавления его с жеребейкой, так как азот является аустенизатором. При содержании роданистого марганца менее 0,8 его влияние оказывается недостаточным, при содержании роданистого марганца более 2,4Х дальнейшего улучшения свойств карбюриэатора не происходит.

1514825 тора ухудшаются.

1-3

12-16 известь

Древесный

Остальное уголь

Таблица l

Содержание компонентв, мас.%, в составе

Компонент

6(прототип) 4 5

Гипофосфит кальция

Углекислый кальций

Углекислый барий

Роданистый марганец

Гашеная

12 14

3 4 3,5

10 12 22

6 8

0,7 1

4 6

2,4

0,6 О;8 1,8

10 12 14

2,8

16 известь

Др ев есный уголь

Осталь-Осталь- Осталь- ОсОсталь- Остапьталь- ное ное ное ное ное ное

Изготовлены пять составов предла- гаемого карбюризатора, а также состав, принятый за прототип, табл. 1.

В карбюризаторе обрабатывались жеребейки из стали 3 при следующем режиме: время обработки 6 ч; температура 950 С. Определялась глубина диффузионно-насыщенного слоя. Жеребейки, обработанные в карбюризаторе, использовались для литья чугунных ппастин толщиной 12 мм, для чего производилась заливка чугуном СЧ15, при 1300 С,Запивалось по 20 жеребеек, обработанных каждым из составов карбюризатора. Отливки проверялись на герметичность керосиновой пробой, подсчитывапось число течей по жеребейкам.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, предложенный состав карбюризатора оптимальных составов 2-4 имеет преимущества перед известным, принятым за прототип. При содержании компонентов в карбюризаторе больше или меньше опткмального состава свойства карбюриэаФо рмул а из обретения

Состав карбюризатора для цементации, содержащий древесный уголь, углекислый барий, углекислый кальций, отлич ающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности состава и улучшения сплавляемости обработанных в нем жеребеек с чугуном, он дополнительно содержит

t5 гипофосфит кальция, роданистый марганец, гашеную известь при следующем соотношении- компонентов, мас.%:

Гипофосфит кальция 8-12

20 Углекислый кальций

Углекислый барий 6-10

Роданистый

25 марганец 0,8-2,4

Гашеная

1514825

Т абл ица2 лубина ементосло чей тав, ф

Примеч ания обанного абослоя, мм анным рейкам

0,16

Налипание карбюризатора на жеребейку

Нет замечанийй

Нет замечаний

Нет замечаний

Окомкование карбюризатора

Спекание карбюриза-.. тора и налипание на жеребейку

0,19

Нет

0,22

Нет

0,21

Нет

0,17

6, 0,11

Составитель И. Дашкова

Редакт ор М. Бандур а. Техред А. Кр авчук Корректор M. Максимишинец

Заказ 6197/29 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101