Способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа

Способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САН И Е(> >@><

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со;оз 6:;",зтских

Социалистических

Респ,блик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.77 (21) 2515662/22-02 с присоединением заявки No (51) М. Кл.

С 23 С 9/00 (53) УДК 621.785.51..539 (088.8) (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень Хе 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

3. С. Бройде, Ю. А. Бойченко, В. Ф. Маркин, В. И. Удовицкий и Г. Г. Селезнев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО НАСЫЩЕНИЯ

ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ

)КЕЛ ЕЗА

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа, касается способа химико-термической обработки изделий и может быть использовано в машиностроении для получения изделий с износостойкой и коррозионностойкой поверхностью.

Известен процесс диффузионного насыщения листов стали, по которому листы стали покрывают тонким слоем гидратированного железа, для чего их погружают в водный раствор, вынимают и сушат, затем листы стали прокладывают асбестовой бумагой, которую предварительно уплотняют порошком насыщающего материала путем пропускания через двухвалковую клеть.

Стопу листов собирают, стягивают и помещают в печь. Для удаления кислорода печь продувают аргоном, поднимают температуру до 400 С и в течение 6 ч подают водород для обезвоживания кристаллов галогенида.

После прекращения подачи водорода поднимают температуру печи до 950 С и хромируют в течение 16 ч. Охлаждение печи ведут с продувкой аргоном. Толщина получаемого хромированного слоя составляет

0,05 мм (1).

Известен также способ химико-термической обработки изделий для получения диффузионных покрытий, включающий упаковку изделий в смеси, содержащей насыщающие вещества и обезвоженные галогениды (преимущественно хлориды) железа

5 и последующее нагревание упаковки, которое проводят без применения защитной атмосферы при относительно низких температурах (до 900 С) (2).

Обработка изде-«IA при относительно

10 низких температ .х в смеси с низкой активностью при: ..; т к увеличению длительности процесса и не позволяет получить на поверхности изделия диффузионный слой толщиной более 0,2 мм. Для сокращения

15 времени диффузионного насыщения поверхности изделия процесс химико-термической обработки осуществляют в защитной атмосфере и в качестве активаторов используют галогенпды аммония и галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, но не рекомендуют применять галогениды насыщаемого металла из-за снижения активности процесса.

Недостатками рассмотренных способов диффузионного покрытия является сложная, дорогостоящая и длительная технология, значительный расход материалов, необходимость применения контейнеров со

30 специальными растворами и невозможность

712456

Формула изобретения

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Д, Павлова Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова

Заказ 2793/9 Изд. № 119 Тираж 1095 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, повторного использования насыщающцх веществ.

Целью изобретения является интенсификация процесса, упрощение и удешевление технологии химико-термической обработки при диффузионном насыщении поверхности изделии из сплавов на основе железа.

Это достигается путем смачивания смеси водным раствором галогенида железа.

Сущность предлагаемого способа диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа заключается в том, что составляют смесь, содержащую насыщающие элементы, смачивают смесь насыщенным водным раствором галогенида железа, просушивают смесь до влажности

5 — 7% и упаковывают изделия и смесь, помещают в печь и выдерживают при температуре процесса в течение заданного времени, затем упаковку извлекают из печи, охлаждают на воздухе и извлекают изделия из упаковки, а смесь обогащают компонентами, содержащими насыщающие элементы и используют ее повторно.

Введение галогенидов железа в виде насыщенного водного раствора в смесь обеспечивает однородность смеси и равномерность диффузионного насыщения поверхности изделий, а наличие кристаллогидрата хлорида и остаточной влажности смеси приводит к образованию соляной кислоты, которая протравливает поверхность изделий, активно участвует в обменно-транспортных реакциях и интенсифицирует процесс диффузионного насыщения поверхности изделий.

Предлагаемый способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплаьов на основе железа позволяет уменьшить газовыделение и активность процесса на начальной стадии химико-термической обработки, что способствует улучшению качества поверхности изделий и улучшает условия работы обслуживающего персонала, т. е. упрощает технологию.

Пример 1. Силицируют детали из стали 5ХНМ. Составляют смесь из ферросилиция и кварцевого песка в соотношении 1: 5, затем смачивают смесь водным раствором хлорного железа плотностью 1,46 г/смз из расчета 150 мл на 1 кг смеси, и после про!

О

50 сушки при 120 С в течение 45 мин детали и смесь упаковывают в контейнер, па поверхность укладывают последовательно слой кварцевого песка, бикарбоната натрия, мела и соды в количестве 0,05 мол на каждый литр объема контейнера. Контейнер закрывают крышкой с глиняным затвором, устанавливают в камерную печь и выдерживают в течение 3 ч при 920 С, Затем после охлаждения на воздухе контейнер вскрывают и извлекают детали из упаковки. Оставшуюся в контейнере смесь обогащают 3—

4 /о ферросилиция и 6% хлорного железа и используют повторно. В результате исследования микрошлифов на всех деталях партии обнаружены равномерные силицированные слои толщиной 0,6 — 0,81 мм с концентрацией кремния 11 — 13 /о.

При проведении силицирования известным способом толщина слоя составляет лишь 0,17 — 0,19 мм.

Пример 2. Проводят хромирование образцов из стали 45 в смеси, содержащей

8% хлорного железа, подготовленной к обработке и упакованной аналогично примеру 1

После нагрева печи с деталями до 950 С и выдержки при этой температуре 4 ч получают хромированный слой толщиной 0,1—

0,15 мм с концентрацией хрома свыше

10%.

Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс насыщения в 3,5 — 4 раза.

Способ диффузионного насыщения поверхности изделий из сплавов на основе железа, включающий нагрев в составе, содержащем насыщающие вещества и галогенид железа, до температуры обработки и выдержку при этой температуре, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса насыщения и упрощения технологии, галогенид железа вводят в состав в виде насыщенного водного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании К 1395703, кл. С7, 1968.

2. Патент США № 1853370, кл. 117, 1962.