Состав для диффузионного хромирования деталей из чугуна и стали

Состав для диффузионного хромирования деталей из чугуна и стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЧУГУНА И СТАЛИ, содержапцш хром, окись алюминия и аммониевую соль галогенида, отличающийся тем, что, с целью повышения кор1>&озионной и эрозионной стойкости изделий в концентрированных солевых суспензиях, он дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:ХромОкись алюминияАммониевая сольгалогенидаБорМолибден75-82 12,1-23,00,75-0,90,75-1,03,0-4,0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) SU (51) 4 С 23 С 10/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

75-82

12, 1-23,0

Хром

Окись алюминия

Аммониевая соль

0,75-0,9

О, 75-1, 0

3,0-4,0 галогенида

Бор

Молибден

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2603388/22-02 (22) 13.04.78 (46) 15.06.87. Бюл. Р 22 (72) И.И.Заец, И.Д.Зайцев, Н.M.Давыденко9 Г.А.Ткач и .В.Д.Демьяненко ,(53) 621.785.51.06(088.8) (56) Иинкевич А.Н, Химико-термическая обработка металлов и сплавов

M.9 1965, с. 184.

Авторское свидетельство СССР

У 536252, кл. С 23 С 9/02, 1976. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

ХРОМИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЧУГУНА И

СТАЛИ, содержащий хром, окись алюминия и аммониевую соль галогенида, отличающийся тем, что, с целью повышения кор )озионной и эрозионной стойкости изделий в концентрированных солевых суспензиях, он дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

1 70

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов и может найти применение в металлургической промьппленности для обработки тонкостенных труб и других изделий из стали и чугуна.

Известен состав шихты для диффузионного хромирования черных металлов, в частности углеродистой стали, содержащий хром, окись алюминия и хлорид аммония, взятые в следующих соотношениях, мас.7.:

Хром 75 .Окись алюминия 15-22

Хлорид аммония 3-10

Известен также состав шихты для диффузионного хромирования черных металлов (чугунного литья), содержащий хром, окись алюминия и хлорид аммония, взятые в следующих соотношениях, мас.Е:

Окись алюминия 14-17

Хлорид аммония 0,1-1,7

Хром Остальное

Общим недостатком известных составов является низкая корроэионная и эрозионная стойкость черных металлов в концентрированных солевых суспензиях, которые содержат кристаллы солей. Это обусловлено обезуглероживанием сердцевинных зон металла в результате диффузии углерода. к поверхности основы тонкостенных труб и изделий.

Целью изобретения является повышение коррозионной и эроэионной стойкости черных металлов в концентрированных солевых суспензиях, содержащих кристаллы солей.

Цель достигается тем, что состав содержащий хром, окись алюминия и аммониевую соль галогенида, дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Хром 75-82

Окись алюминия 12,1-23,0

Аммониевая соль галогенида 0 75-0,9

Бор 0,75-1,0

Молибден 3,0-4,0

Введение бора, легко диффундирующего в железо и являющегося более .склонным к карбидообразованию, чем хром, позволяет получить слой карбидов бора с включениями карбидов молибдена и тем самым повысить стойкость защищенных шихтой металлов к

1170 2 питтинговой коррозии в условиях эрозионного действия концентрированной солевой суспензии.

Получение подобного слоя стало возможным также благодаря снижению скорости формирования диффузионного слоя (эа счет снижения содержания в составе шихты аммониевой соли галогенида, в частности хлорида аммония), 10 что не только позволяет получить диффузионный слой карбидов бора и молибдена, а также предотвращает обезуглероживание сердцевинных зон металла при малой (2-3 MM) толщине иэделия.

Предложенное соотношение компонентов является оптимальным, поскольку только при обработке в таком составе . достигается коррозионная и эроэионная

20 стойкость черных металлов в концентрированных солевых суспензиях. Выход за пределы в сторону уменьшения количества вводимых компонентов приводит к образованию питтинговой коррозии, выход за пределы в сторону увеличения уже не сказывается на стойкости покрытия, но при этом может происходить спекание порошка вслед.ствие уменьшения инертной добавки

А1 О q иH, как результат, нарушение равномерной толщины диффузионного слоя.

Исходные компоненты, входящие в предлагаемый состав шихты, имеют сле35 дУющие физические свойства:

Хром — металлический порошок серебристого цвета.

Окись алюминия — порошок белого ,10 цвета.

1 Аммониевая соль галогенида, например хлорид аммония, кристаллическое вещество белого цвета, имеет горьковатый вкус, Бор — металлический порошок черно-серого цвета.

Молибден — металлический порошок светло-серого цвета.

Состав шихты для хромирования получают путем приготовления механической смеси, состоящей из следующих компонентов, мас.Е: хром 75-82, бор 0,75-1,0, молибден 3-4, окись алюминия 12,1-23 и аммониевая соль галогенида 0,75-0,9, например хлорида аммония, и компоненты тщательно перемешивают.

Процесс диффузионного хромирования осуществляют в контейнерах из

701170 нержавеющей стали при температуре

950-1050 С. Продолжительность диффузионного насыщения составляет 3-6 ч.

Пример 1. Берут следующие компоненты, мас.Е: о 75; 6ор 1; молибден 3,0; хлорид аммония 0,75; окись алюминия 20,25 и тщательно перемешивают.

Готовый состав шихты засыпают в 10 герметически закрывающийся ящик. В состав помещают готовые изделия из чугуна или углеродистой стали (трубы) и образцы "свидетели" и ящик герметически закрывают. Ящик нагревают в камерной печи до температуры 950, 1000 С и выдерживают при этой температуре 6 ч. Затем ящик охлаждают в о печи до 300 С, извлекают из него готовые изделия и образцы "свидетели" 20 и охлаждают их на воздухе. В течение обработки изделий на их поверхности образуется диффузионный слой толщиной . 0,1-0,12 мм.

Пример 2. Берут следующие компоненты, мас.7: порошок хрома 82; бор 0,75; молибден 4,0; хлорид аммония 0,9; окись алюминия 12,35. Компоненты перемешивают и полученный состав переносят в герметически закры- 30 вающнйся контейнер.

В полученный состав помещают детали из чугуна или углеродистой стали и образцы свидетели . Ящик эакрыва- 35 о ют, нагревают до 950, 1000 С и выдерживают при этой температуре 3 ч, Охлаждение .упаковки осуществляют вначале в печи, снижая температуру со скоростью 200 С в час, а затем на 40 воздухе. На поверхности деталей получают диффузионный слой покрытия толщиной 0,08-0,10 мм. Образцы "свидетели анализировали на сплошность слоя, а также на коррозионную и зро- 45 зионную стойкость.

Пример 3. Берут компоненты в следующих соотношениях: хром 78, бор 0,9; молибден 3,5; хлорид аммония 0,8; окись алюминия 16,8. Компоненты тщательно перемешивают. Готовый состав шихты засыпают в герметически закрывающийся ящик. В состав помещают готовые изделия (трубы) из чугуна или углеродистой стали и образцы "свидетели". Ящик герметически закрывают, нагревают в камерной печи до 950, 1000 С и выдерживают при этой температуре 4 ч. Затем о ящик охлаждают .в печи до 300 С, извлекают из него готовые иэделия и образцы "свидетели" и охлаждают их на воздухе. В течение обработки изделий на их поверхности образуется диффузионный слой толщиной О, 100,09 мм.

В качестве корроэионной среды была использована суспензия состава, г/л: NH

Na C0> 30-50 ° Температура суспензии

55-60 С и 98 С. Длительность испытаний — 200 ч. Скорость коррозии образцов составляет 0,005-0,009 г/м ч.

Использование в составе шихты компонентов в других количествах, отличных от указанных в формуле, не повышает коррозионную и эроэионную стойкость черных металлов в концентрированных солевых суспенэиях.

Сравнительные характеристики свойств покрытий, полученных при обработке чугуна и углеродистой стали предложенным составом шихты и иэвестными составами шихты, представлены в таблице.

Как видно из приведенной таблицы, сплошность слоя характеризуется снижением микротвердости по сравнению с защитой образцов известным составом, что свидетельствует о повышении корроэионной и эрозионной стойкости черных металлов в 1,2-1,7 раза.

701170

Скорость коррозии, г/м . ч

Состав и характеристика среды предложенный предложенный предложенный известный сос1,720 0,005-. (разруше-, 0,001 ние образца) 0,092

О, 005 О, 00.7

0,0030,007

0,005- 0,007

0,007

О, 980

13001200

1500-1450 11001150

3 Микротвердость (Н„,кг/мм ) 10501000

10501000

2-3 5-8 точек Отсутточки на 1 см ствуют на 1 см точки

Отсут- Отсутствуют ствуют точки точки

Составитель А. Лошкарева

Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Редактор П. Горькова

Заказ 2684/2.Тираж 936

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 NH„C1 250-280 0/л

NaC1 70-80 г/л

Na СО 30-50 г/л

Температура 55-60 C (соотношение Т:Ж в солевой суспензии равно 1:1) 2 Состав среды аналогичен 1. о

Температура 98 С

4 Сплошность слоя, определяется реактивом

Уоккера тав прототип известный состав— аналог

2,800 (разрушение образца) состав (при-, мер 1) состав (пример 2) состав (пример 3)