Порошкообразный состав для комплексного насыщения стальных изделий

Порошкообразный состав для комплексного насыщения стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, а именно химико-термической обработке в порошковых средах, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных из углеродистых сталей. Цель изобретения - повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий. Порошкообразный состав для комплексного насыщения стальных изделий содержит, мас.%: кремний 35-40

тантал 25-30

хлорид аммония 3-5

гектафторсиликат аммония 10-15

оксид алюминия остальное. Использование изобретения обеспечивает повышение жаростойкости обрабатываемых изделий в 2,9-4,0 раза, износостойкости в 2,4-3,3 раза по сравнению с обработанными известным способом. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 23 С 8/00 55„".!ÄI"

| .L LI

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 43324 15/23-02 (22) 23.11.87 (46) 07.12.89. Бюл. 1Ii 45 (72) В.Г.Артемчук (53) 621.785.5:669.782.8 (088.8) (56) Минкевич А.Н ° Химико-термичес кая обработка металлов и сплавов.—

М.: Машиностроение, 1965, с. 270-276. (54) ПОРОШКООБРАЗНЪ|Й СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО НАСЫЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке в порошковых средах, и может быть использовано в машиностроеИзобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке в порошковых средах, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных из углеродистых сталей.

Цель изобретения — повьппение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий.

Изделия, предназначенные для химико-термической обработки, обезжиривают в горячем (80-90 С) 5Х-ном щелочо ном растворе и сушат при 100-150 С.

Остывшие изделия укладывают в контейнеры с плавкими затворами, послойно пересыпают смесью состава, мас.Xl

Порошок кремния 35-40

Порошок тантала 25-30

Хлорид аммония 3-5

Гексафторсиликат

„„SU„„I 5273) 6 А 1 нии для поверхностного упрочнения деталей машин, изготовленных иэ углеродистых сталей. Цель изобретения повышение жаростойкости и износостойкости обрабатываемых изделий. Порошкообразный состав для комплексного насыщения стальных изделий соде|.жит, мас.%: кремний 35-40; тантал 25-30; хлорид аммония 3-5; гектафторсиликат аммония 10- 15; оксид алюминия остальное. Использование изобретения обеспечивает повьппение жаростойкости обрабатываемых изделий в 2,9-4,0 раза, износостойкости в 2,4-3,3 раза по сравнению с обработанными известным составом. 2 табл. аммония 10-15

Оксид алюминия Остальное загружают в электропечь, нагревают до 1100-1150 С и выдерживают при этой температуре 2-12 ч. Вместе с иэделиями химико-термической обработке подвергают образцы, изготовленные иэ этой же марки стали, что и изделия, по которым определяют толщину диффузионного слоя, его твердость, износостойкость и жаростойкость.

После окончания химико-термической обработки контейнеры выгружают иэ печи, охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют.

В результате обработки изделий в таком составе в диффузионном слое образуется жаростойкое химическое соедио нение Та Si, имеющее т.пл. 2495 С, и

> 5 нитрид тантала, имеющий твердость

12200 MIIa.

1527316

10-15

Остальное

1 Порошок кремния 30- 70 5800 14,1 0,95

Порошок тантала 20

Хлорид аммония 2

Порошок кремния и порошок тантала вводят в состав с целью получения атомарных кремния и тантала, которые диффундируют в поверхностные слои из5 делия в процессе обработки.

Хлорид аммония ИН С1 является активатором.

Гексафторсиликат аммония (NH4)>SlF< при разложении образует атомарный азот, который, диффундируя в поверхностные слои изделий, образует нитрид тантала, а также способствует образованию фазы Ta>Si> Кроме того, при разложении гексафторсиликата аммония образуется кремний, который также диффундирует в поверхностные слои изделия, в результате чего увеличивается насыщающая способность состава. 20

Оксид алюминия А1 0 э вводят в состав с целью предотвращения спекания частиц состава и их приваривания к иэд лиям, П р и и е р 1. Образцы, изготовленные иэ стали марки 10 подвергают диффузионному насьпцению кремнием, танталом и азотом в составах, представленных в табл. 1. Температура процесса 1150 С, продолжительность выдержки 4 ч. После обработки образцы подвергают испытаниям на износ на машине трения марки ИИ, определяют толщину диффузионного слоя, его твердость и испытывают на жаростойкость при 1000 С в течение 50 ч. )Каростойо, 35 кость оценивают по привесу образцов °

Полученные результаты представлены

1ф в табл. 1.

Оптимальным является состав для химико-термической обработки, содержащий компоненты в предлагаемых пределах. При содержании активных компонентов менее нижних предельных зна-i чений жаростойкость и износостойкость увеличиваются незначительно по сравнению с образцами, обработанными в известном составе,а при содержании активных компонентов более верхних предельных значений жаростойкость и износостойкость иэделий не увеличиваются по сравнению с изделиями, обработанными в оптимальном составе.

Пример 2 ° Образцы, изготовленные из сталей марок 20Л, 25Л, 30JI 35Л и 45Л, подвергают диффузионному насыщению кремнием, танталом и азотом в известном (состав 6, табл. 1) и в предлагаемом (состав 2, табл.1) составах описанным способом. Температура процесса 1100 С, продолжительность выдержки 6 ч. После обработки образцы подвергают испытаниям на износ и жаростойкость, определяют толщину диффузионного слоя и его râåðдость.

Результаты испытания представлены в табл, 2.

Как видно из табл. 2, жаростойкость образцов после обработки в предлагаемом составе в 2,9-4,0 раза, а износостойкость в 2,4-3,3 раза вьппе, чем жаростойкость и износостойкость образцов после обработки в известном составе.

Формула и з обретения

Порошкообраэный состав для комплексного насьппения стальных иэделий, содержащий кремний, хпорид аммония и оксид алюминия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости Обрабатываемых изделий, он дополнительно содержит тантал и гексафторсиликат аммония при следующем соотношении ком2 онентов, мас.Х:

Кремний 35-40

Тантал 25-30

Хлорид аммония 3-5

Гексафторсиликат аммония

Оксид алюминия

Т а б л и ц а 1

1527316

Продолжение табл

5 6

93 12000 4, 5

0,38

Т а бл и ц а 2

Сталь Толщина Твердость Привес, Износ, слоя слоя Г/мм Г/ (см - и) мкм МПа

Известный состав

2650 17,2

2720 17,4

2860 17,8

3050 18,1

4200 19,0

Предлагаемый состав

12300 4,7

12350 4,9

12400 5,1

12480 5,3

12500 5,6

20JI 72

25Л 70

30JI 68

35Л 65

45Л 60

1,02

1,00

0,98

0,95

0,92

20Л 112

25JI 109

ЗОЛ 105

35Л 101

45Л 99

0,30

0,28

0,24

0,20

0,16

Гексафторсиликат аммония 8

Оксид алюминия 40

Порошок кремния 35

Порошок тантала 25

Хлорид аммония 3

Гексафторсиликат аммония 10

Оксид алюминия 27

Порошок кремния 37

Порошок тантала 27

Хлорид аммония 4

Гексафторсиликат аммония 12

Оксид алюминия 20

Горошок кремния 40

Порошок тантала 30

Хлорид аммония 5

Гексафторсиликат аммония 15

Оксид алюминия 10

Порошок кремния 42

Порошок тантала 32

Хлорид аммония 6

Гексафторсиликат аммония 16

Оксид алюминия 4

Известный состав:

Порошок кремния 75

Хлорид аммония 5

Оксид алюминия 20

82 10300 5, 7 0,45

96 12200 4,2 0,32

96 12200 4,2 0,32

65 2600 16 6 1 06